CN112437710B - 钢板、拼焊坯料、热压成型品、钢管、中空状淬火成型品、它们的制造方法 - Google Patents

钢板、拼焊坯料、热压成型品、钢管、中空状淬火成型品、它们的制造方法 Download PDF

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Abstract

本钢板具备在母材钢板的表面上从母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的第1镀覆部、母材钢板露出的第1露出部、和在母材钢板的表面上从母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的第2镀覆部,在与钢板的厚度方向垂直且从第1镀覆部朝向钢板的一端缘的第1方向上,于母材钢板的一个表面上,依次配置有第1镀覆部、第1露出部、第2镀覆部、钢板的端缘,在第1方向上,于母材钢板的另一个表面上,至少依次配置有第1镀覆部、第1露出部、钢板的端缘,在从与第1方向及钢板的厚度方向分别平行的截面进行观察时,在与从第1露出部与第2镀覆部的边界起沿第1方向延长而得到的假想线相比在厚度方向上更位于母材钢板的内部侧的母材钢板的表面的低部区域,设置有第2镀覆部。

Description

钢板、拼焊坯料、热压成型品、钢管、中空状淬火成型品、它们 的制造方法
技术领域
本发明涉及钢板、拼焊坯料(tailored blank)、热压成型品、钢管、中空状淬火成型品、钢板的制造方法、拼焊坯料的制造方法、热压成型品的制造方法、钢管的制造方法及中空状淬火成型品的制造方法。
本申请基于2018年6月22日在日本申请的特愿2018-119189号、2018 年6月22日在日本申请的特愿2018-119190号、2018年9月6日在日本申请的特愿2018-167169号、2018年10月26日在日本申请的特愿2018-202087 号、2018年11月8日申请的国际申请PCT/JP2018/041553号及2019年1 月22日申请的国际申请PCT/JP2019/001922号而主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
近年来,为了通过削减CO2气体排放量来保护地球环境,在汽车领域,汽车车体的轻量化是紧迫的课题。为了解决该课题,正在积极地进行应用高强度钢板的研究。钢板(镀覆钢板)的强度日益提高。
作为将汽车用构件成型的技术之一,热压(以下,有时称为“热冲压”。) 受到关注。在热冲压中,将钢板加热至高温,在Ar3相变温度以上的温度域中进行压制成型。进而,在热冲压中,将经压制成型的钢板通过利用模具的除热而急速冷却,在施加压制压力的状态下与成型同时引起相变。热冲压是可以通过以上的工序来制造高强度并且形状冻结性优异的热压成型品(以下,有时称为“热冲压成型品”)的技术。
另外,为了提高汽车用构件的压制成型品的成品率及功能性,应用将至少两块钢板的端面对接并通过激光焊接、等离子体焊接等而接合的拼焊坯料来作为压制用原材料。就拼焊坯料而言,由于根据目的而将多个钢板接合,因此在一个部件中能够使板厚及强度自由改变。其结果是,通过使用拼焊坯料,能够提高汽车用构件的功能性及削减汽车用构件的部件点数。另外,通过对拼焊坯料进行热冲压,能够制造使板厚、强度等自由改变了的高强度的压制成型品。
在使用拼焊坯料作为压制用原材料、并通过热冲压来成型汽车用构件的情况下,拼焊坯料例如被加热至800℃~1000℃的温度域。因此,对于热冲压用的拼焊坯料,大多使用进行了镀覆沸点比Zn系镀覆高的Al-Si等铝镀覆的镀覆钢板。
迄今为止,作为用于形成拼焊坯料的钢板,例如研究了各种具有镀层的对焊用钢板(例如参照专利文献1~5)。
专利文献1~5中公开的对焊用钢板具有母材钢板、设置于母材钢板的两面的铝镀层和形成于母材钢板与铝镀层之间的金属间化合物层。
在专利文献1中公开的对焊用钢板中,从对焊用钢板的端缘除去规定的范围的铝镀层,将该规定的范围内的金属间化合物层残留。然后,与上述规定的范围邻接地形成在母材钢板上设置有金属间化合物层及铝镀层的第1镀覆部。对于铝镀层的除去,使用了激光加工。
就专利文献2及4中公开的对焊用钢板而言,上述规定的范围的铝镀层及金属间化合物层通过刷子或激光加工被除去。
就专利文献3中公开的对焊用钢板而言,通过在对焊用钢板上形成平面状的缺口表面,从而随着从对焊用钢板的中间部朝向对焊用钢板的端缘逐渐地首先铝镀层的厚度变薄,接着金属间化合物层的厚度变薄。其结果是,在对焊用钢板的端缘处,母材钢板露出到外部。
就专利文献4中公开的对焊用钢板而言,通过激光烧蚀将1个以上的金属层除去,在除去了金属层的区域将钢板切断,形成焊接用缺口。因此,在对焊用钢板的端部处,成为比存在于端部以外的区域的金属层薄的金属层同样地残留、或金属层不残留而母材全部露出的状态。
在专利文献5中公开的对焊用钢板中,按照母材钢板的表面的法线与铝镀层及金属间化合物层的端面所成的角度β成为0°~80°的方式,除去铝镀层及金属间化合物层。在对焊用钢板的端缘处,母材钢板露出到外部。对于铝镀层及金属间化合物层的除去,使用了激光加工。
就这种对焊用钢板而言,将对焊用钢板中的除去了上述规定的范围的端部彼此对焊来制造拼焊坯料、钢管等。拼焊坯料被加工成热压成型品、中空状淬火成型品等。
例如在专利文献1的段落〔0062〕中公开了被焊接的半加工品在热处理后具有耐蚀性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2009-534529号公报
专利文献2:日本特表2015-525677号公报
专利文献3:日本特表2015-523210号公报
专利文献4:日本特表2015-536246号公报
专利文献5:中国专利申请公开第106334875号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
然而,若由热浸镀铝钢板来形成拼焊坯料,则由于在镀层中存在硬质且脆的金属间化合物层,因此会受到残留于焊接金属部与焊接热影响部的边界(应力集中部)的金属间化合物层的影响。因此,使用了拼焊坯料的热压成型品若受到反复的载荷,则焊接金属部的疲劳强度降低。进而,由于热浸铝镀层中的Al大量地分散于焊接金属部中,会引起静态接头强度的降低,成为问题。
另一方面,就专利文献4而言,由于在除去了铝镀层、金属间化合物层的区域将钢板切断,因此在端部不残留铝镀层、金属间化合物层。因此,在对由对焊用钢板制造的热压成型品进行涂装时,焊接金属表面处的涂料的附着性降低,焊接金属部的涂装后耐蚀性降低。
同样地,对于专利文献2、专利文献3及专利文献5的对焊用钢板,去除了被焊接的焊接预定部的铝镀层及金属间化合物层。因此,在对由对焊用钢板制造的热压成型品进行涂装时,焊接金属部表面处的涂料的附着性降低,焊接金属部的涂装后耐蚀性降低。
本发明的课题是提供在维持对焊时形成的焊接金属部的涂装后耐蚀性的同时抑制了疲劳强度的降低的对焊用钢板、拼焊坯料、热压成型品、钢管、中空状淬火成型品、对焊用钢板的制造方法、拼焊坯料的制造方法、热压成型品的制造方法、钢管的制造方法及中空状淬火成型品的制造方法。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的手段包含以下的方案。
<1>一种钢板,其具备母材钢板、在上述母材钢板的表面上从上述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的第1镀覆部、上述母材钢板露出的第1露出部、和在上述母材钢板的表面上从上述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的第2镀覆部,其中,在与钢板的厚度方向垂直且从上述第1镀覆部朝向上述钢板的一端缘的第1方向上,在上述母材钢板的一个表面上,依次配置有上述第1镀覆部、上述第1露出部、上述第2镀覆部、上述钢板的上述端缘,在上述第1方向上,于上述母材钢板的另一个表面上,至少依次配置有上述第1镀覆部、上述第1露出部、上述钢板的上述端缘,在从与上述第1方向及上述钢板的厚度方向分别平行的截面进行观察时,在与从上述第1露出部与上述第2镀覆部的边界起沿上述第1方向延长而得到的假想线相比在上述钢板的厚度方向上更位于上述母材钢板的内部侧的上述母材钢板的表面上的低部区域,设置有上述第2镀覆部。
<2>一种钢板,其具备母材钢板、在上述母材钢板的表面上从上述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的第1镀覆部、上述母材钢板露出的第1露出部、和在上述母材钢板的表面上从上述母材钢板侧起依次设置有上述金属间化合物层、上述铝镀层的第2镀覆部,其中,在与钢板的厚度方向垂直且从上述第1镀覆部朝向上述钢板的一端缘的第1方向上,在上述母材钢板的一个表面上,依次配置有上述第1镀覆部、上述第1 露出部、上述第2镀覆部、上述钢板的上述端缘,在上述第1方向上,于上述母材钢板的另一个表面上,至少依次配置有上述第1镀覆部、上述第1 露出部、上述钢板的上述端缘,在从与上述第1方向及上述钢板的厚度方向分别平行的截面进行观察时,在从上述第1露出部与上述第2镀覆部的边界起沿上述第1方向延长而得到的假想线上或与假想线相比在厚度方向上从上述母材钢板的内部侧朝向上述一个表面而更位于外部侧的上述母材钢板的端部表面,设置有上述第2镀覆部。
<3>根据<1>或<2>所述的钢板,其中,在将从上述第2镀覆部的表面至上述母材钢板为止的上述钢板的厚度方向的长度设为镀覆厚,将上述母材钢板与上述第2镀覆部中的上述金属间化合物层的边界的位置设为第1 端,将在上述第1方向上最远离上述第1露出部而存在上述第2镀覆部的位置设为第2端,将沿着上述第1方向的上述第1端与上述第2端之间的距离设为上述第2镀覆部的宽度时,从上述第2端起朝向与上述第1方向相反的方向而离开上述宽度的20%的长度的位置处的上述镀覆厚比从上述第1端起朝向上述第1方向而离开上述宽度的10%的长度的位置处的上述镀覆厚更厚。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的钢板,其中,在从上述截面进行观察时,上述第1露出部满足下述条件(A)及下述条件(B)。
(A)下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°。
(B)从下述假想线Y朝向母材钢板的垂直方向的最大距离h为 1.0μm~5.0μm。
假想线X:使上述第1镀覆部的上述母材钢板与上述金属间化合物层的边界线沿上述第1方向延长而得到的假想线
假想线Y:将从上述假想线X朝向上述母材钢板的上述假想线X的垂线和上述母材钢板的交点与上述第1露出部和上述第1镀覆部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距上述第1露出部与上述第 1镀覆部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的上述垂线和上述母材钢板的交点。
<5>根据<4>所述的钢板,其中,上述第1露出部满足下述条件(C)。
(C)在从使上述铝镀层的表面沿上述第1方向延长而得到的假想线至上述母材钢板的表面为止的上述钢板的厚度方向的深度中,将与上述假想线X的上述成为0.1mm的地点相比更靠上述钢板的上述端缘侧的第1露出部的深度设为D(μm)时,上述D满足下述式(1-1)。
D≤(第1镀覆部中的母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-1)
<6>根据<4>或<5>所述的钢板,其中,上述第1露出部满足下述条件 (D)。
(D)基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上。
第1点:上述第1露出部与上述第1镀覆部的边界点
第2点:从上述假想线X的上述成为0.1mm的地点起的垂线与上述母材钢板的交点
第3点:从上述假想线Y朝向上述母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点
<7>根据<1>~<6>中任一项所述的钢板,其中,在上述第1方向上,于上述母材钢板的另一个表面上,依次配置有上述第1镀覆部、上述第1 露出部、上述第2镀覆部、上述钢板的上述端缘。
<8>根据<1>~<7>中任一项所述的钢板,其中,在上述第1方向上,上述第2镀覆部存在于从上述钢板的上述端缘起至0.9mm为止的范围内。
<9>根据<1>~<8>中任一项所述的钢板,其中,上述第1方向上的上述第1露出部的宽度为0.2mm~5.0mm。
<10>根据<1>~<9>中任一项所述的钢板,其中,上述母材钢板以质量%计具有下述化学组成:C:0.02%~0.58%、Mn:0.20%~3.00%、Al:0.005%~ 0.06%、P:0.03%以下、S:0.010%以下、N:0.010%以下、Ti:0%~0.20%、Nb:0%~0.20%、V:0%~1.0%、W:0%~1.0%、Cr:0%~1.0%、Mo: 0%~1.0%、Cu:0%~1.0%、Ni:0%~1.0%、B:0%~0.0100%、Mg:0%~ 0.05%、Ca:0%~0.05%、REM:0%~0.05%、Sn:0%~0.5%、Bi:0%~ 0.05%、Si:0%~2.00%、以及剩余部分:包含Fe及杂质。
<11>根据<1>~<10>中任一项所述的钢板,其中,上述第1镀覆部处的上述铝镀层的平均厚度为8μm~50μm,上述第1镀覆部处的上述金属间化合物层的平均厚度为1μm~10μm。
<12>根据<1>~<11>中任一项所述的钢板,其中,与上述第1方向及上述钢板的厚度方向分别平行的截面中的上述第2镀覆部的面积Samm2与上述钢板的上述第1露出部的母材钢板的厚度tbmm满足(2)式。
Sa≥8.51×10-4×tb (2)
<13>根据<1>~<12>中任一项所述的钢板,其中,在上述第1方向上,上述钢板的上述端缘与上述第2镀覆部邻接。
<14>根据<1>~<12>中任一项所述的钢板,其中,在上述第1方向上,在上述钢板的上述端缘与上述第2镀覆部之间,具备上述母材钢板露出的第2露出部。
<15>一种拼焊坯料,其具备第1焊接金属部和介由上述第1焊接金属部而与其他钢板部相连接的至少一个钢板部,其中,上述至少一个钢板部各自具备在母材钢板的表面上从上述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的第1镀覆部、和上述母材钢板露出的第1露出部,在上述各钢板部中,在与上述各钢板部的厚度方向垂直且从上述第1镀覆部朝向上述第1焊接金属部的第2方向上,于上述母材钢板的两表面上,依次在同一面上配置有上述第1镀覆部、上述第1露出部、上述第1焊接金属部,上述第1焊接金属部的铝浓度比上述钢板部各自的铝浓度高。
<16>根据<15>所述的拼焊坯料,其中,在从与第2方向及上述钢板部的厚度方向分别平行的截面进行观察时,上述第1露出部满足下述条件(A) 及下述条件(B),所述第2方向是与钢板的厚度方向垂直且从上述第1镀覆部朝向上述第1焊接金属部的方向。
(A)下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°。
(B)从下述假想线Y朝向母材钢板的垂直方向的最大距离h为 1.0μm~5.0μm。
假想线X:使上述第1镀覆部的上述母材钢板与上述金属间化合物层的边界线沿上述第2方向延长而得到的假想线
假想线Y:将从上述假想线X朝向上述母材钢板的上述假想线X的垂线和上述母材钢板的交点与上述第1露出部和上述第1镀覆部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距上述第1露出部与上述第 1镀覆部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的上述垂线和上述母材钢板的交点。
<17>根据<16>所述的拼焊坯料,其中,
上述第1露出部满足下述条件(C)。
(C)在从使上述铝镀层的表面沿上述第2方向延长而得到的假想线至上述母材钢板的表面为止的上述钢板的厚度方向的深度中,将与上述假想线X的上述成为0.1mm的地点相比更靠上述第1焊接金属部侧的上述第1 露出部的深度设为D(μm)时,上述D满足下述式(1-1)。
D≤(第1镀覆部中的母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-1)
<18>根据<16>或<17>所述的拼焊坯料,其中,
上述第1露出部满足下述条件(D)。
(D)基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上。
第1点:上述第1露出部与上述第1镀覆部的边界点
第2点:从上述假想线X的上述成为0.1mm的地点起的垂线与上述母材钢板的交点
第3点:从上述假想线Y朝向上述母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点
<19>根据<15>~<18>中任一项所述的拼焊坯料,其中,上述第1焊接金属部中含有的铝浓度为0.065质量%~1质量%。
<20>一种热压成型品,其沿着第1母材钢板的表面及第2母材钢板的表面依次配置有在上述第1母材钢板的上述表面上设置有第1金属间化合物层的第1金属间化合物部、上述第1母材钢板露出的第3露出部、第2 焊接金属部、上述第2母材钢板露出的第4露出部、和在上述第2母材钢板的上述表面上设置有第2金属间化合物层的第2金属间化合物部,上述第2焊接金属部的铝浓度比上述第1母材钢板及上述第2母材钢板各自的铝浓度高。
<21>根据<20>所述的热压成型品,其中,在从与钢板的厚度方向及垂直于上述钢板的厚度方向且从上述第1金属间化合物部朝向上述2焊接金属部的第2方向分别平行的截面进行观察时,上述第3露出部满足下述条件(A)及下述条件(B)。
(A)下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°。
(B)从下述假想线Y朝向上述第1母材钢板的垂直方向的最大距离h 为1.0μm~5.0μm。
假想线X:使上述第1金属间化合物部中的上述第1母材钢板与上述第1金属间化合物层的边界线沿上述第2方向延长而得到的假想线
假想线Y:将从上述假想线X朝向上述第1母材钢板的上述假想线X 的垂线和上述第1母材钢板的交点与上述第3露出部和上述第1金属间化合物部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距上述第3露出部与上述第1金属间化合物部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的上述垂线和上述第1母材钢板的交点。
<22>根据<21>所述的热压成型品,其中,上述第3露出部满足下述条件(C)。
(C)在从使上述第1金属间化合物层的表面沿上述第2方向延长而得到的假想线至上述第1母材钢板的表面为止的上述钢板的厚度方向的深度中,将与上述假想线X的上述成为0.1mm的地点相比更靠上述第2焊接金属部侧的上述第3露出部的深度设为D(μm)时,上述D满足下述式(1-2)。 D≤(第1金属间化合物部中的第2母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-2)
<23>根据<21>或<22>所述的热压成型品,其中,上述第3露出部满足下述条件(D)。
(D)基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上。
第1点:上述第3露出部与上述第1金属间化合物部的边界点
第2点:从上述假想线X的上述成为0.1mm的地点起的垂线与上述第 1母材钢板的交点
第3点:从上述假想线Y朝向上述第1母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点
<24>一种钢管,其具备第3焊接金属部和第3钢板,所述第3钢板形成为周向的两个端部相互相对的开口管状,且上述两个端部彼此介由上述第3焊接金属部而连接,其中,上述第3钢板的上述两个端部各自具备在母材钢板的两表面上从上述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的第1镀覆部、和上述母材钢板露出的第1露出部,在上述周向上依次配置有上述第1镀覆部、上述第1露出部、上述第3焊接金属部,上述第3焊接金属部的铝浓度比上述母材钢板的铝浓度高。
<25>根据<24>所述的钢管,其中,在从与钢板的厚度方向及垂直于上述钢板的厚度方向且从上述第1镀覆部朝向上述第3焊接金属部的第2方向分别平行的截面进行观察时,上述第1露出部满足下述条件(A)及下述条件(B)。
(A)下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°。
(B)从下述假想线Y朝向上述母材钢板的垂直方向的最大距离h为1.0μm~5.0μm。
假想线X:使上述第1镀覆部的上述母材钢板与上述金属间化合物层的边界线沿上述第2方向延长而得到的假想线
假想线Y:将从上述假想线X朝向上述母材钢板的上述假想线X的垂线和上述母材钢板的交点与上述第1露出部和上述第1镀覆部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距上述第1露出部与上述第 1镀覆部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的上述垂线和上述母材钢板的交点。
<26>根据<25>所述的钢管,其中,上述第1露出部满足下述条件(C)。
(C)在从使上述铝镀层的表面沿上述第2方向延长而得到的假想线至上述母材钢板的表面为止的上述钢板的厚度方向的深度中,将与上述假想线X的上述成为0.1mm的地点相比更靠上述第3焊接金属部侧的上述第1 露出部的深度设为D(μm)时,上述D满足下述式(1-1)。
D≤(第1镀覆部中的母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-1)
<27>根据<25>或<26>所述的钢管,其中,上述第1露出部满足下述条件(D)。
(D)基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上。
第1点:上述第1露出部与上述第1镀覆部的边界点
第2点:从上述假想线X的上述成为0.1mm的地点起的垂线与上述母材钢板的交点
第3点:从上述假想线Y朝向上述母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点
<28>根据<24>~<27>中任一项所述的钢管,其中,上述第3焊接金属部中含有的铝浓度为0.065质量%~1质量%。
<29>一种中空状淬火成型品,其沿着第3母材钢板的两表面各自及第 4母材钢板的两表面各自依次配置有:在上述第3母材钢板的表面上设置有第3金属间化合物层的第3金属间化合物部、上述第3母材钢板露出的第5 露出部、铝浓度为0.065质量%~1质量%的第3焊接金属部、上述第4母材钢板露出的第6露出部、和在上述第4母材钢板的表面上设置有第4金属间化合物层的第4金属间化合物部,上述第3焊接金属部的铝浓度比上述第3母材钢板及上述第4母材钢板各自的铝浓度高。
<30>根据<29>所述的中空状淬火成型品,其中,在从与钢板的厚度方向及垂直于上述钢板的厚度方向且从上述第3金属间化合物部朝向上述第 3焊接金属部的第2方向分别平行的截面进行观察时,上述第5露出部满足下述条件(A)及下述条件(B)。
(A)下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°。
(B)从下述假想线Y朝向上述第3母材钢板的垂直方向的最大距离h 为1.0μm~5.0μm。
假想线X:使上述第3金属间化合物部中的上述第3母材钢板与上述第3金属间化合物层的边界线沿上述第2方向延长而得到的假想线
假想线Y:将从上述假想线X朝向上述第3母材钢板的上述假想线X 的垂线和上述第3母材钢板的交点与上述第5露出部和上述第3金属间化合物部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距上述第 5露出部与上述第3金属间化合物部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的上述垂线和上述第3母材钢板的交点。
<31>根据<30>所述的中空状淬火成型品,其中,上述第5露出部满足下述条件(C)。
(C)在从使上述第3金属间化合物层的表面沿上述第2方向延长而得到的假想线至上述第3母材钢板的表面为止的上述钢板的厚度方向的深度中,将与上述假想线X的上述成为0.1mm的地点相比更靠上述第3焊接金属部侧的上述第5露出部的深度设为D(μm)时,上述D满足下述式(1-3)。 D≤(第3金属间化合物部中的第3母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-3)
<32>根据<30>或<31>所述的中空状淬火成型品,其中,上述第5露出部满足下述条件(D)。
(D)基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上。
第1点:上述第5露出部与上述第3金属间化合物部的边界点
第2点:从上述假想线X的上述成为0.1mm的地点起的垂线与上述第 3母材钢板的交点
第3点:从上述假想线Y朝向上述第3母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点
<33>一种钢板的制造方法,其进行以下工序:提供在母材钢板的表面上从上述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的镀覆钢板的工序;和通过将上述铝镀层及上述金属间化合物层的一部分除去,从而形成露出了上述母材钢板的第1露出部、在上述母材钢板的表面上从上述母材钢板侧起依次残留有金属间化合物层及铝镀层的第1镀覆部、和在上述母材钢板的表面上残留有金属间化合物层及铝镀层的第2镀覆部的除去工序,在上述除去工序中,在与上述镀覆钢板的厚度方向垂直且俯视时从上述镀覆钢板的中央部朝向上述镀覆钢板的一端缘的第1方向上,于上述母材钢板的一个表面上,依次配置上述第1镀覆部、上述第1露出部、上述第2镀覆部、上述镀覆钢板的上述端缘,在上述第1方向上,于上述母材钢板的另一个表面上,至少依次配置上述第1镀覆部、上述第1露出部、上述镀覆钢板的上述端缘。
<34>根据<33>所述的钢板的制造方法,其中,在上述除去工序之前进行低部形成工序:在所述低部形成工序中,将上述镀覆钢板进行按压或切断而使上述镀覆钢板的一部分发生变形,在上述镀覆钢板的上述母材钢板的表面形成低部区域,在将与上述镀覆钢板的厚度方向垂直且俯视时从上述镀覆钢板的中央部朝向上述镀覆钢板的一端缘的方向设为第1方向时,上述低部区域为在从与上述第1方向及上述钢板的厚度方向分别平行的截面进行观察时,与从上述第1露出部与上述第2镀覆部的边界起沿上述第1 方向延长而得到的假想线相比在上述镀覆钢板的厚度方向上更位于上述母材钢板的内部侧的区域,在上述除去工序中,至少将与上述假想面相比存在于上述厚度方向上的上述镀覆钢板的外侧的上述铝镀层及上述金属间化合物层除去,在上述低部区域上形成上述第2镀覆部。
<35>根据<34>所述的钢板的制造方法,其中,在将上述铝镀层的每一面的厚度设为aμm,将上述金属间化合物层的每一面的厚度设为bμm,将上述镀覆钢板的厚度设为tμm,将上述低部区域的最深的低部深度设为x μm,上述低部深度表示从上述假想线至上述低部区域中的上述母材钢板的表面为止的距离,将在上述除去工序中被切削的区域的上述镀覆钢板的厚度方向的深度设为yμm,将上述第1镀覆部与上述第2镀覆部的距离设为Nμm时,满足(5)式~(9)式。
9≤a+b<60 (5)
2%≤(x/t)≤15% (6)
a+b<y (7)
(y/t)≤7% (8)
N≥200 (9)
<36>根据<34>或<35>所述的钢板的制造方法,其中,在上述低部形成工序中,通过剪切加工或冲切加工将上述镀覆钢板切断而形成上述低部区域。
<37>根据<34>~<36>中任一项所述的钢板的制造方法,其中,在上述低部形成工序中,在上述镀覆钢板的两面分别形成上述低部区域。
<38>根据<33>所述的钢板的制造方法,其中,进行将上述镀覆钢板切断的切断工序,在上述除去工序中,通过将上述铝镀层及上述金属间化合物层的一部分除去,在从与上述第1方向及上述钢板的厚度方向分别平行的截面进行观察时,在从上述第1露出部与上述第2镀覆部的边界起沿上述第1方向延长而得到的假想线上或与假想线相比在厚度方向上从上述母材钢板的内部侧朝向上述一个表面而更位于外部侧的上述母材钢板的端部表面,设置上述第2镀覆部。
<39>根据<33>~<38>中任一项所述的钢板的制造方法,其中,在将从上述第2镀覆部的表面至上述母材钢板为止的上述钢板的厚度方向的长度设为镀覆厚,将上述母材钢板与上述第2镀覆部中的上述金属间化合物层的边界的位置设为第1端,将在上述第1方向上最远离上述第1露出部而存在上述第2镀覆部的位置设为第2端,将沿着上述第1方向的上述第1 端与上述第2端之间的距离设为上述第2镀覆部的宽度时,在上述除去工序中,按照从上述第2端起朝向与上述第1方向相反的方向而离开上述宽度的20%的长度的位置处的上述镀覆厚比从上述第1端起朝向上述第1方向而离开上述宽度的10%的长度的位置处的上述镀覆厚更厚的方式将上述铝镀层及金属间化合物层除去。
<40>根据<33>~<39>中任一项所述的钢板的制造方法,其中,在上述除去工序中,在上述第1方向上,于上述母材钢板的另一个表面上,依次配置上述第1镀覆部、上述第1露出部、上述第2镀覆部、上述镀覆钢板的上述端缘。
<41>根据<33>~<40>中任一项所述的钢板的制造方法,其中,在上述除去工序中,进行将上述铝镀层及上述金属间化合物层机械地除去的工序。
<42>根据<33>~<41>中任一项所述的钢板的制造方法,其中,在上述除去工序中,按照从与上述厚度方向和上述第1方向分别平行的截面进行观察时,上述第1露出部满足下述条件(A)及下述条件(B)的方式,将上述镀覆钢板的上述铝镀层、上述金属间化合物层、上述母材钢板的一部分除去。
(A)下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°。
(B)从下述假想线Y朝向母材钢板的垂直方向的最大距离h为 1.0μm~5.0μm。
假想线X:使上述第1镀覆部的上述母材钢板与上述金属间化合物层的边界线沿上述第1方向延长而得到的假想线
假想线Y:将从上述假想线X朝向上述母材钢板的上述假想线X的垂线和上述母材钢板的交点与上述第1露出部和上述第1镀覆部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距上述第1露出部与上述第 1镀覆部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的上述垂线和上述母材钢板的交点。
<43>根据<42>所述的钢板的制造方法,其中,按照上述第1露出部满足下述条件(C)的方式,在上述除去工序中,将上述镀覆钢板的上述铝镀层、上述金属间化合物层、上述母材钢板的一部分除去。
(C)在从使上述铝镀层的表面沿上述第1方向延长而得到的假想线至上述母材钢板的表面为止的上述钢板的厚度方向的深度中,将与上述假想线X的上述成为0.1mm的地点相比更靠上述钢板的上述端缘侧的第1露出部的深度设为D(μm)时,上述D满足下述式(1-1)。
D≤(第1镀覆部中的母材钢板的厚度mm×0.2)/2 (1-1)
<44>根据<42>或<43>所述的钢板的制造方法,其中,按照上述第1露出部满足下述条件(D)的方式,在上述除去工序中,将上述镀覆钢板的上述铝镀层、上述金属间化合物层、上述母材钢板的一部分除去。
(D)基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上。
第1点:上述第1露出部与上述第1镀覆部的边界点
第2点:从上述假想线X的上述成为0.1mm的地点起的垂线与上述母材钢板的交点
第3点:从上述假想线Y朝向上述母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点
<45>一种拼焊坯料的制造方法,其具备以下工序:提供至少一块<1>~ <14>中任一项所述的钢板的工序;和将上述钢板中的设置有上述第2镀覆部的端部与其他钢板进行对焊来制造拼焊坯料的焊接工序,在上述焊接工序中,介由并入有上述第2镀覆部全部的第1焊接金属部将上述钢板与上述其他钢板焊接,在上述第1焊接金属部与上述第1镀覆部之间形成上述母材钢板露出的第1露出部。
<46>一种热压成型品的制造方法,其中,将<15>~<19>中任一项所述的拼焊坯料进行热压成型来制造热压成型品。
<47>一种钢管的制造方法,其包含:将<1>~<14>中任一项所述的钢板按照周向的两个端部相互相对、并且在上述两个端部的至少一者配置上述第2镀覆部的方式形成为开口管状,将上述钢板的上述两个端部进行对焊而将上述两个端部介由第2焊接金属部而连接,将在对焊时熔融的上述第2镀覆部全部并入上述第2焊接金属部中。
<48>一种中空状淬火成型品的制造方法,其中,将<24>~<28>中任一项所述的钢管进行淬火来制造中空状淬火成型品。
发明效果
根据本发明的钢板、拼焊坯料、热压成型品、钢管、中空状淬火成型品、钢板的制造方法、拼焊坯料的制造方法、热压成型品的制造方法、钢管的制造方法及中空状淬火成型品的制造方法,能够维持在进行对焊时所形成的焊接金属部的涂装后耐蚀性并且抑制疲劳强度的降低。
附图说明
图1是表示本申请的第1方案的钢板中的具有母材钢板的第1露出部和第2镀覆部的端部的一个例子的概略截面图。
图2是表示本申请的第1方案的钢板中的具有母材钢板的第1露出部和第2镀覆部的端部的另一个例子的概略截面图。
图3是表示本申请的第1方案的钢板中的具有母材钢板的第1露出部和第2镀覆部的端部的另一个例子的概略截面图。
图4是表示本申请的第1方案的钢板中的具有母材钢板的第1露出部和第2镀覆部的端部的另一个例子的概略截面图。
图5是表示本申请的第1方案的钢板中的具有母材钢板的第1露出部和第2镀覆部的端部的另一个例子的概略截面图。
图6是表示本申请的第1方案的钢板中的具有母材钢板的第1露出部和第2镀覆部的端部的一个例子的截面照片。
图7是本申请的第1方案的钢管的立体图。
图8是说明本申请的第1方案的钢管的制造方法的示意性平面图。
图9是说明本申请的第1方案的钢管的制造方法的示意性立体图。
图10是表示使两块本申请的第1方案的钢板相对的状态的概略截面图。
图11是表示本申请的第1方案的钢板中的具有母材钢板的第1露出部和第2镀覆部的端部的一个例子的截面照片。
图12是表示本申请的第1方案的拼焊坯料的概略截面图。
图13是表示第1焊接金属部中含有的铝浓度相对于第2镀覆部的截面积的估算结果的图。
图14是表示热压成型后的拼焊坯料的一个例子的截面照片。
图15是表示本申请的第2方案的钢板中的具有母材钢板的露出部和第 2镀覆部的端部的一个例子的概略截面图。
图16是表示本申请的第2方案的钢板中的具有母材钢板的露出部和第2镀覆部的端部的另一个例子的概略截面图。
图17是表示本申请的第2方案的钢板中的具有母材钢板的露出部和第 2镀覆部的端部的另一个例子的概略截面图。
图18是表示本申请的第2方案的钢板中的具有母材钢板的露出部和第 2镀覆部的端部的一个例子的截面照片。
图19是表示本申请的第2方案的钢板中的具有母材钢板的露出部和第 2镀覆部的端部的另一个例子的概略放大截面图。
图20是表示本申请的第2方案的拼焊坯料的一个例子的概略截面图。
图21是表示通过本申请的第3方案的拼焊坯料的制造方法而制造的拼焊坯料的一个例子的概略截面图。
图22是表示本申请的第3方案的拼焊坯料的制造方法中使用的钢板的一个例子的概略截面图。
图23是表示本申请的第3方案的拼焊坯料的制造方法的流程图。
图24是说明本申请的第3方案的拼焊坯料的制造方法中的低部形成工序的截面图。
图25是说明本申请的第3方案的拼焊坯料的制造方法中的低部形成工序的截面图。
图26是表示在本申请的第3方案的镀覆钢板上形成有低部区域的状态的一个例子的截面照片。
图27是表示在本申请的第3方案的钢板上形成有第1露出部及第2镀覆部的状态的一个例子的截面照片。
图28是表示在本申请的第3方案的钢板上形成有第1露出部及第2镀覆部的状态的一个例子的截面照片。
图29是说明本申请的第3方案的变形例的拼焊坯料的制造方法中的低部形成工序的截面图。
图30是说明本申请的第3方案的变形例的拼焊坯料的制造方法中的切削工序的截面图。
图31是说明本申请的第3方案的变形例的拼焊坯料的制造方法中的低部形成工序的截面图。
图32是说明本申请的第3方案的变形例的拼焊坯料的制造方法中的低部形成工序的截面图。
图33是说明本申请的第3方案的变形例的拼焊坯料的制造方法中的切削工序的截面图。
图34是表示本申请的第3方案的变形例的拼焊坯料的制造方法的流程图。
图35是本申请的第1方案的钢板的立体图。
图36是说明本申请的第1方案的钢板的制造方法的工序的立体图。
图37是说明本申请的第1方案的钢板的制造方法的其他工序的立体图。
图38是在本申请的第2方案的钢板中,(A)是端部的概略截面图,(B) 是平面图。
图39是说明在本申请的第2方案的钢板上形成露出部及第2镀覆部的工序的概略截面图。
图40是表示本申请的第1方案的钢板(对焊用钢板)的端部的另一个例子的概略截面图。
图41是表示本申请的第1方案的钢板(对焊用钢板)的端部的另一个例子的放大截面图。
图42是表示本申请的第1方案的钢板(对焊用钢板)的端部的另一个例子的放大截面图。
图43是表示本申请的第1方案的拼焊坯料的另一个例子的截面图。
图44是表示本申请的第1方案的热压成型品的一个例子的截面图。
具体实施方式
以下,对本申请的优选的方案的一个例子进行详细说明。
本申请的钢板表示通过与其他钢板进行对焊来形成拼焊坯料的钢板,以下称为钢板进行说明。
另外,在本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指包含“~”的前后记载的数值作为下限值及上限值的范围。
本说明书中,对于成分(元素)的含量,例如在C(碳)的含量的情况下,有时表述为“C量”。另外,关于其他的元素的含量,有时也同样地进行表述。
本说明书中,“工序”的术语的含义不仅包含独立的工序,即使是无法与其他工序明确相区别的情况下只要可达成本工序的所期望的目的,则也包含于本术语的含义中。
本申请中,“母材钢板”、“金属间化合物层”、“铝镀层”的术语在第1 方案中后文所述的“母材钢板、金属间化合物层及铝镀层的范围的规定”中进行说明。
本申请中,钢板(对焊用钢板)的“截面”的术语是指沿钢板的厚度(板厚)方向切断的截面。具体而言,在图1中,将钢板100的厚度方向设为Z,将第1露出部22的长度方向(与图1的显示面正交的方向)设为X。而且,将与方向Z及方向X分别正交的方向设为Y。此时,截面是指通过YZ平面而切断的截面。
本申请中,“厚度方向”的术语是指测定钢板的板宽度中央部的板厚的方向。
本申请中,“镀覆厚”的术语是指从第1镀覆部或第2镀覆部的表面至母材钢板为止的钢板的厚度方向的长度。
本申请中,“钢板的端面”的术语是指钢板的表面中朝向与厚度方向正交的方向而露出的面。
本申请中,“钢板的端缘”的术语是指与钢板的端面邻接的部位。
本申请中,“钢板的端部”的术语是指作为位于钢板的周围的区域的、相对于钢板的相对的宽度(即,相对的钢板的从端缘至端缘为止的长度) 从钢板的端面起至20%以内为止的范围的区域。
本申请的钢板通过将端部处的端面与其他钢板的端面进行对焊来形成拼焊坯料。这里,对焊的两个钢板的方案可采用以下所示的多个方案中的任一方案。
(第1方案)
<钢板>
本申请的钢板具有母材钢板、金属间化合物层和铝镀层。而且,本申请的钢板具有在母材钢板的表面上从母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的第1镀覆部。另外,本申请的钢板具有母材钢板露出的第1 露出部。另外,本申请的钢板具有在母材钢板的表面上从母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的第2镀覆部。
这里,将与钢板的厚度方向垂直且从第1镀覆部朝向钢板的一端缘的方向(Y方向)设为第1方向(第1方向)。在本申请的钢板中,在第1方向上,在母材钢板的至少一个表面上,按照第1镀覆部、第1露出部、第2 镀覆部、钢板的端缘的顺序配置有第1镀覆部、第1露出部、第2镀覆部、钢板的端缘。另外,在本申请的钢板中,在第1方向上,于母材钢板的另一个表面上,至少依次配置有第1镀覆部、第1露出部、钢板的端缘。
另外,也可以在第1方向上,于母材钢板的另一个表面上,依次配置第1镀覆部、第1露出部、第2镀覆部、钢板的端缘。
另外,本申请的钢板通过使其端部的端面与其他钢板的端面对焊而形成为拼焊坯料。其他钢板的形状没有特别限定。
图1是表示在本申请的钢板的两面各自中具有第1镀覆部、母材钢板的第1露出部、和设置金属间化合物层和铝镀层的第2镀覆部的端部的一个例子的概略截面图。图2是表示在本申请的钢板的两面各自中具有第1 镀覆部、母材钢板的第1露出部、和设置金属间化合物层和铝镀层的第2 镀覆部的端部的另一个例子的概略截面图。即,在图1及图2中,示出在钢板的两面各自中具有第1镀覆部、第1露出部及第2镀覆部、且在第2 镀覆部设置有金属间化合物层及铝镀层的方案。
另外,图3是表示在本申请的钢板的一个表面上设置有第1镀覆部、母材钢板的第1露出部、和设置有金属间化合物层和铝镀层的第2镀覆部、在另一个表面上设置有第1镀覆部和第1露出部的端部的一个例子的概略截面图。即,在图3中,示出在钢板的一个表面上具有第1镀覆部、第1 露出部及第2镀覆部、且在第2镀覆部设置有金属间化合物层及铝镀层的方案。另外,在图3中所示的钢板的另一个表面上的端部设置有第1镀覆部及第1露出部,但未设置第2镀覆部,第1露出部延设至钢板的端缘。
在图1~图3中,100表示钢板,12表示母材钢板,14表示铝镀层, 16表示金属间化合物层,22表示第1露出部,24表示第2镀覆部,26表示第1镀覆部。
另外,100A表示钢板100的端缘。100B表示处于第1镀覆部26与第 1露出部22的边界上的第1镀覆部26的端缘。100C表示处于第2镀覆部 24与第1露出部22的边界上的第2镀覆部24的端缘。
本申请的钢板100具有母材钢板12、金属间化合物层16和铝镀层14。而且,本申请的钢板100具有在母材钢板12的表面上从母材钢板12侧起依次设置有金属间化合物层16、铝镀层14的第1镀覆部26。另外,本申请的钢板100具有母材钢板12露出的第1露出部22。另外,本申请的钢板 100具有在母材钢板12的表面上设置有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24。
这里,将与钢板100的厚度方向垂直且从第1镀覆部26朝向钢板100 的一端缘100A的方向设为第1方向F1。在本申请的钢板100中,在第1 方向F1上,按照第1镀覆部26、第1露出部22、第2镀覆部24、钢板100 的端缘100A的顺序在同一面上配置第1镀覆部26、第1露出部22、第2 镀覆部24、钢板100的端缘100A。
第1露出部22在从第1镀覆部26的端缘100B至第2镀覆部24与第 1露出部22的边界的端缘100C之间的区域中形成。第1露出部22形成于第1镀覆部26与第2镀覆部24之间。
第2镀覆部24在包含钢板100的端缘100A的区域中形成。在第1方向F1上,钢板100的端缘100A与第2镀覆部24邻接。第2镀覆部24在从钢板100的端缘100A至第2镀覆部24与第1露出部22的边界的端缘 100C之间的区域中形成。
另外,在图1及图2中所示的钢板100中,在钢板100的端部的两面形成有上述的第2镀覆部24、第1露出部22及第1镀覆部26。
另一方面,在图3中所示的钢板100中,在钢板100的端部的一个表面形成有上述的第2镀覆部24、第1露出部22及第1镀覆部26,在端部的另一个表面形成有第1露出部22及第1镀覆部26。即,在图3中所示的钢板100中,在钢板100的端部的一个表面,按照与图1及图2中所示的钢板100同样的顺序形成有第2镀覆部24及第1露出部22。另外,在钢板 100的端部的另一个表面,在从钢板100的端缘100A至第1镀覆部26的端缘100B为止的区域形成有第1露出部22。另外,在图1~3的截面观察时,在沿第1方向F1延长而得到的假想线G2上设置有第2镀覆部24、或与假想线G2相比在厚度方向上从母材钢板12的内部侧朝向上述的一个表面在更靠外部侧设置有第2镀覆部24。
在本申请的钢板100中,也可以如图1或图3中所示的那样,在钢板 100的端部,母材钢板12露出的第1露出部22处的母材钢板12的厚度与第1镀覆部26处的母材钢板12的厚度相同。另外,在本申请的钢板100 中,也可以如图2中所示的那样,在钢板100的端部处,母材钢板12露出的第1露出部22处的母材钢板12的厚度比第1镀覆部26处的母材钢板12 的厚度小。这也可以应用于本申请的其他实施方式,例如,图3、图4、图 15~图17各自的第1露出部22中的母材钢板12的厚度也可以比第1镀覆部26中的母材钢板12的厚度小。
以上,参照图1~图3对本申请的钢板进行了说明,但本申请的钢板并不限定于这些。
<母材钢板>
在母材钢板12的表面,设置有铝镀层14。母材钢板12只要是通过包含热轧工序、冷轧工序、镀覆工序等的通常的方法而得到的钢板即可,没有特别限定。母材钢板可以是热轧钢板或冷轧钢板中的任一者。
另外,母材钢板12的厚度只要设定为与目的相应的厚度即可,没有特别限定。例如,母材钢板12的厚度以设置铝镀层14之后的镀覆钢板(形成第1露出部22等之前的钢板)整体的厚度计,可以是成为0.8mm以上那样的厚度,进而,也可以是成为1mm以上那样的厚度。另外,母材钢板 12的厚度可以是成为4mm以下那样的厚度,进而也可以是成为3mm以下那样的厚度。
对于母材钢板12,例如使用按照具有高的机械强度(例如,是指抗拉强度、屈服点、伸长率、断面收缩率、硬度、冲击值、疲劳强度等关于机械变形及断裂的各性质。)的方式形成的钢板较佳。具体而言,可使用抗拉强度为400~2700MPa的钢板。板厚为0.7mm~3.2mm。另外,作为母材钢板12,也可以使用具有低的机械强度的钢板。具体而言,为1300MPa级、1200MPa级、1000MPa级、600MPa级、500MPa级。例如,在汽车的B 柱的情况下,优选为:从想要防止变形的上部至中央部使用抗拉强度为 1500~2000MPa级的钢板,作为能量吸收部的下部使用抗拉强度为500MPa 级~1500MPa级的钢板。更适宜的是下部为600MPa级~1300MPa级的钢板。B柱的钢板的板厚在上部优选为1.4mm~2.6mm,下部优选为1.0mm~ 1.6mm。
作为母材钢板12的优选的化学组成的一个例子,例如可列举出以下的化学组成。
母材钢板12以质量%计具有下述化学组成:C:0.02%~0.58%、Mn: 0.20%~3.00%、Al:0.005%~0.06%、P:0.03%以下、S:0.010%以下、N:0.010%以下、Ti:0%~0.20%、Nb:0%~0.20%、V:0%~1.0%、W:0%~ 1.0%、Cr:0%~1.0%、Mo:0%~1.0%、Cu:0%~1.0%、Ni:0%~1.0%、 B:0%~0.0100%、Mg:0%~0.05%、Ca:0%~0.05%、REM:0%~0.05%、 Sn:0%~0.5%、Bi:0%~0.05%、Si:0%~2.00%以及剩余部分:包含Fe 及杂质。
另外,以下,表示成分(元素)的含量的“%”是指“质量%”。
(C:0.02%~0.58%)
C是提高母材钢板12的淬火性、并且主要决定淬火后强度的重要的元素。进而,C是降低A3点、促进淬火处理温度的低温化的元素。C量低于 0.02%时,有时其效果不充分。因此,C量设定为0.02%以上较佳。另一方面,若C量超过0.58%,则淬火部的韧性劣化变得显著。因此,C量设定为0.58%以下较佳。优选C量为0.45%以下。
(Mn:0.20%~3.00%)
Mn是为了提高母材钢板12的淬火性、并且稳定地确保淬火后强度而言非常有效的元素。Mn量低于0.20%时,有时其效果不充分。因此,Mn 量设定为0.20%以上较佳。优选Mn量为0.80%以上。另一方面,若Mn量超过3.00%,则不仅其效果饱和,反而有时在淬火后变得难以确保稳定的强度。因此,Mn量设定为3.00%以下较佳。优选Mn量为2.40%以下。
(Al:0.005%~0.06%)
Al作为脱氧元素发挥功能,具有将母材钢板12健全化的作用。Al量低于0.005%时,有时难以得到由上述作用带来的效果。因此,Al量设定为 0.005%以上较佳。另一方面,Al量超过0.06%时,由上述作用带来的效果饱和,在成本上变得不利。因此,Al量设定为0.06%以下较佳。优选Al 量为0.05%以下。另外,Al量优选为0.01%以上。
(P:0.03%以下)
P是作为杂质而含有的元素。P若过量含有,则母材钢板12的韧性变得容易降低。因此,P量设定为0.03%以下较佳。优选P量为0.01%以下。 P量的下限没有必要特别规定,但从成本的观点出发下限优选为0.0002%。
(S:0.010%以下)
S是作为杂质而含有的元素。S具有形成MnS、使母材钢板12脆化的作用。因此,S量设定为0.010%以下较佳。更优选的S量为0.004%以下。 S量的下限没有必要特别规定,但从成本的观点出发下限优选设定为 0.0002%。
(N:0.010%以下)
N是在母材钢板12中作为杂质而含有的元素。进而,N是在母材钢板 12中形成夹杂物、使热压成型后的韧性劣化的元素。因此,N量设定为0.010%以下较佳。优选为0.008%以下,进一步优选N量为0.005%以下。N 量的下限没有必要特别规定,但从成本的观点出发下限优选设定为 0.0002%。
(Ti:0%~0.20%、Nb:0%~0.20%、V:0%~1.0%、W:0%~1.0%)
Ti、Nb、V及W是促进铝镀层与母材钢板12中的Fe及Al的相互扩散的元素。因此,也可以使母材钢板12中含有Ti、Nb、V及W中的至少 1种或2种以上。但是,1)若Ti量及Nb量超过0.20%、或2)V量及W 量超过1.0%,则由上述作用带来的效果饱和,在成本上变得不利。因此, Ti量及Nb量设定为0.20%以下较佳,V量及W量设定为1.0%以下较佳。 Ti量及Nb量优选为0.15%以下,V量及W量优选为0.5%以下。为了更可靠地获得由上述作用带来的效果,优选将Ti量及Nb量的下限值设定为 0.01%、将V量及W量的下限值设定为0.1%。
(Cr:0%~1.0%、Mo:0%~1.0%、Cu:0%~1.0%、Ni:0%~1.0%、 B:0%~0.0100%)
Cr、Mo、Cu、Ni及B是为了提高母材钢板12的淬火性、并且稳定地确保淬火后强度而有效的元素。因此,也可以在母材钢板12中含有这些元素中的1种或2种以上。但是,关于Cr、Mo、Cu及Ni的含量即使设定为超过1.0%、关于B量即使设定为超过0.0100%,上述效果也饱和,在成本上变得不利。因此,Cr、Mo、Cu及Ni的含量设定为1.0%以下较佳。另外, B量设定为0.0100%以下较佳,优选设定为0.0080%以下。为了更可靠地得到上述效果,优选满足Cr、Mo、Cu及Ni的含量为0.1%以上、以及B的含量为0.0010%以上中的任一者。
(Ca:0%~0.05%、Mg:0%~0.05%、REM:0%~0.05%)
Ca、Mg及REM具有将钢中的夹杂物的形态微细化、防止因夹杂物而引起的热压成型时的开裂的产生的作用。因此,也可以使母材钢板12中含有这些元素中的1种或2种以上。但是,若过量添加,则将母材钢板12中的夹杂物的形态微细化的效果饱和,变得仅仅导致成本增加。因此,Ca量设定为0.05%以下,Mg量设定为0.05%以下,REM量设定为0.05%以下。为了更可靠地获得由上述作用带来的效果,优选满足Ca量为0.0005%以上、 Mg量为0.0005%以上及REM量为0.0005%以上中的任一者。
这里,REM是指Sc、Y及镧系元素的17种元素,上述REM的含量是指这些元素的合计含量。在镧系元素的情况下,在工业上以混合稀土金属的形式添加到母材钢板12中。
(Sn:0%~0.5%)
Sn是提高第1露出部22的耐蚀性的元素。因此,也可以使母材钢板 12中含有Sn。但是,若超过0.5%而在母材钢板12中含有Sn则会导致母材钢板12的脆化。因此,Sn量设定为0.5%以下。优选Sn量为0.3%以下。另外,为了更可靠地获得由上述作用带来的效果,优选将Sn量设定为0.02%以上。进一步优选Sn量为0.04%以上。
(Bi:0%~0.05%)
Bi是具有下述作用的元素:通过在钢液的凝固过程中成为凝固核,减小枝晶的2次臂间隔,从而抑制在枝晶的2次臂间隔内偏析的Mn等的偏析。因此,也可以使母材钢板12中含有Bi。特别是关于像热压用钢板那样常会使其含有大量的Mn的钢板,对于抑制起因于Mn的偏析而引起的韧性的劣化而言Bi具有效果。因此,优选使那样的钢种中含有Bi。
但是,即使超过0.05%而使母材钢板12中含有Bi,由上述作用带来的效果也饱和,导致成本的增加。因此,Bi量设定为0.05%以下。优选Bi量为0.02%以下。另外,为了更可靠地获得由上述作用带来的效果,优选将 Bi量设定为0.0002%以上。进一步优选Bi量为0.0005%以上。
(Si:0%~2.00%)
Si是固溶强化元素,在以2.00%以下含有时可有效地利用。但是,若 Si超过2.00%而含有于母材钢板12中,则有可能使镀覆性产生不良情况。因此,在母材钢板12含有Si的情况下,Si量设定为2.00%以下较佳。优选的上限为1.40%以下,进一步优选为1.00%以下。下限没有特别限定,但为了更可靠地获得由上述作用带来的效果,下限优选为0.01%。
(剩余部分)
剩余部分为Fe及杂质。这里,所谓杂质可例示出矿石或废铁等原材料中所含的成分、或在制造的过程中混入钢板中的成分。所谓杂质是指并非有意图地含有于钢板中的成分。
<铝镀层>
铝镀层14形成于母材钢板12的两面。形成铝镀层14的方法没有特别限定。例如,铝镀层14也可以通过热浸镀法(使母材钢板12浸渍于含有铝作为主体的熔融金属浴中而形成铝镀层的方法)而形成于母材钢板12的两面。
这里,所谓铝镀层14是含有铝作为主体的镀层,只要含有50质量%以上的铝即可。根据目的,铝镀层14也可以含有铝以外的元素(例如,Si 等),也可以含有在制造的过程等中混入的杂质。具体而言,铝镀层14例如也可以具有以质量%计包含5%~12%的Si(硅)、剩余部分包含铝及杂质的化学组成。另外,铝镀层14也可以具有以质量%计包含5%~12%的 Si(硅)、2%~4%的Fe(铁)、剩余部分包含铝及杂质的化学组成。
若在上述范围内使铝镀层14中含有Si,则可抑制加工性及耐蚀性的降低。另外,可降低金属间化合物层的厚度。
第1镀覆部26处的铝镀层14的厚度没有特别限定,但例如以平均厚度计为8μm(微米)以上较佳,优选为15μm以上。另外,第1镀覆部26 处的铝镀层14的厚度例如以平均厚度计为50μm以下较佳,优选为40μm 以下,更优选为35μm以下,进一步优选为30μm以下。
另外,铝镀层14的厚度表示钢板100的第1镀覆部26中的平均厚度。
铝镀层14会防止母材钢板12的腐蚀。另外,关于铝镀层14,在将母材钢板12通过热压成型来加工的情况下,即使母材钢板12被加热至高温,也会防止因母材钢板12的表面氧化而引起的氧化皮(铁的化合物)的产生。另外,就铝镀层14而言,沸点及熔点比利用有机系材料的镀覆被覆或利用其他金属系材料(例如,锌系材料)的镀覆被覆高。因此,在通过热压成型来成型热压成型品时,由于被覆不会蒸发,因此表面的保护效果高。
通过热浸镀时的加热,铝镀层14可与母材钢板12中的铁(Fe)进行合金化。
<金属间化合物层>
金属间化合物层16是在母材钢板12上设置铝镀层时形成于母材钢板 12与铝镀层14之间的边界的层。具体而言,金属间化合物层16通过含有铝作为主体的熔融金属浴中的母材钢板12的铁(Fe)与含有铝(Al)的金属的反应而形成。金属间化合物层16主要由多种以FexAly(x、y表示1 以上)表示的化合物来形成。在铝镀层含有Si(硅)的情况下,金属间化合物层16由多种以FexAly及FexAlySiz(x、y、z表示1以上)表示的化合物来形成。
第1镀覆部26处的金属间化合物层16的厚度没有特别限定,但例如以平均厚度计为1μm以上较佳,优选为3μm以上,更优选为4μm以上。另外,第1镀覆部26处的金属间化合物层16的厚度例如以平均厚度计为 10μm以下较佳,优选为8μm以下。另外,金属间化合物层16的厚度表示第1镀覆部26处的平均厚度。
另外,金属间化合物层16的厚度可通过含有铝作为主体的熔融金属浴的温度和浸渍时间来控制。
这里,关于母材钢板12、金属间化合物层16及铝镀层14的确认、以及金属间化合物层16及铝镀层14的厚度的测定,通过以下那样的方法来进行。
按照钢板100的截面露出的方式进行切断,将钢板100的截面进行研磨。另外,所露出的钢板100的截面的方向没有特别限定。但是,钢板100 的截面优选为与第1露出部22的长度方向正交的截面。
对于研磨后的钢板100的截面,利用电子探针显微分析仪(Electron Probe MicroAnalyser:FE-EPMA),从钢板100的表面至母材钢板12为止进行线分析,测定铝浓度及铁浓度。铝浓度及铁浓度优选为测定3次而得到的平均值。
测定条件为:加速电压15kV、光束直径100nm左右、每1点的照射时间1000ms、测定间距60nm。测定距离只要可测定镀层的厚度即可,例如测定距离设定为从钢板100的表面至母材钢板12为止在厚度方向上为 30μm~80μm左右。母材钢板12的厚度优选用光学显微镜并使用刻度尺进行测定。
<母材钢板、金属间化合物层及铝镀层的范围的规定>
作为钢板100(镀覆钢板)的截面的铝浓度的测定值,将铝(Al)浓度低于0.06质量%的区域判断为母材钢板12,将铝浓度为0.06质量%以上的区域判断为金属间化合物层16或铝镀层14。另外,在金属间化合物层16 及铝镀层14中,将铁(Fe)浓度超过4质量%的区域判断为金属间化合物层16,将铁浓度为4质量%以下的区域判断为铝镀层14。
另外,将从母材钢板12与金属间化合物层16的边界至金属间化合物层16与铝镀层14的边界为止的距离设定为金属间化合物层16的厚度。另外,将从金属间化合物层16与铝镀层14的边界至铝镀层14的表面为止的距离设定为铝镀层14的厚度。
关于铝镀层14的厚度及金属间化合物层16的厚度,从钢板100的表面至母材钢板12的表面(母材钢板12及金属间化合物层16的边界)进行线分析,如下那样进行测定。
例如,在测定第1镀覆部26的厚度的情况下,对于第1露出部22的长度方向(例如设定为图1中的X方向,以下称为第3方向),求出将第1 镀覆部26的第3方向的全长(以下的全长的规定也同样)五等分而得到的 5个部位的位置的铝镀层14的厚度,将所求值的平均值设定为铝镀层14 的厚度。这里,第1方向上的厚度的测定位置在5个部位的截面观察中分别在第1镀覆部26的宽度的1/2的位置处进行(以下,厚度的测定同样地进行)。另外,所谓第1镀覆部26的宽度表示第1方向F1上的第1镀覆部 26的端缘间的距离,以下,也简称为第1镀覆部26的宽度。对于厚度测定时的铝镀层14、金属间化合物层16、母材钢板12的区别,按照上述的判断基准进行判断。另外,在第1露出部22被延设于曲线上的情况下,也可以在将沿着曲线的全长五等分而得到的部位求出厚度。
同样地,在测定金属间化合物层16的厚度的情况下,对于第3方向,在将金属间化合物层16的全长(以下的全长的规定也同样)五等分而得到的5个部位的位置处求出金属间化合物层16的厚度,将所求值的平均值设定为金属间化合物层16的厚度。在测定第1镀覆部26的金属间化合物层 16的厚度的情况下,与测定铝镀层14的厚度时同样地,在第1镀覆部26 的宽度的1/2的位置处进行。另外,对于厚度测定时的铝镀层14、金属间化合物层16、母材钢板12的区别,按照上述的判断基准进行判断。
<第1露出部>
如图35中所示的那样,钢板100在预定焊接的端部的两面具有第1露出部22。第1露出部22沿着钢板100的端缘100A而配置。在设置第2镀覆部24的面,第1露出部22在预定焊接的端部,设置于第1镀覆部26与第2镀覆部24之间。在不设置第2镀覆部24的面,第1露出部22在预定焊接的端部,设置于第1镀覆部26与钢板100的端缘100A之间。
这里,若参照图3,则在形成第2镀覆部24的情况下,第1露出部22 形成于从第2镀覆部24与第1露出部22的边界的端缘100C至第1镀覆部 26的端缘100B为止的范围内。另外,在不形成第2镀覆部24的情况下,第1露出部22形成于从钢板100的端缘100A至第1镀覆部26的端缘100B 为止的范围内。
第1方向F1上的第1露出部22的宽度(第1方向F1上的从第2镀覆部24至第1镀覆部26为止的距离。以下,也简称为第1露出部22的宽度) 以平均计为0.1mm以上较佳。通过将第1露出部22的宽度设定为0.1mm 以上,从而在拼焊坯料的焊接时能够使焊接金属部的端部不残留铝。第1 露出部22的宽度以平均计为5.0mm以下较佳。通过将第1露出部22的宽度设定为5.0mm以下,能够抑制涂装后的耐蚀性的劣化。在对焊为激光焊接的情况下,第1露出部22的宽度优选为0.5mm以上,第1露出部22的宽度优选为1.5mm以下。在对焊为等离子体焊接的情况下,第1露出部22 的宽度优选为1.0mm以上,第1露出部22的宽度优选为4.0mm以下。即,优选将第1露出部22的宽度设定为0.1mm以上、并且将第1露出部22的宽度设定为5.0mm以下(平均)的范围。关于第1露出部22的宽度,例如从将第1露出部22的第3方向(X方向)上的全长五等分而得到的五处的截面用显微镜使用刻度尺来测定第1露出部22的宽度,设定为其平均值 (以下,宽度的测定方法相同)。
若考虑拼焊坯料的机械强度,则第1露出部22中的母材钢板12的厚度以(11)式所表示的板厚比计,优选设定为90%~100%的范围。若板厚比为90%以上,则容易抑制使用对焊后的拼焊坯料制成热压成型品时的(静态)抗拉强度的降低。另外,同样地,疲劳强度的降低也变得容易得以抑制。板厚比的更优选的下限为92%,进一步优选为95%。
另外,钢板100的端部中的第1露出部22处的母材钢板12的厚度及第1镀覆部26处的母材钢板12的厚度为平均厚度。另外,板厚比为平均值。若参照图2,则:
板厚比=(第1露出部处的母材钢板的厚度:tb)/(镀覆钢板的端部以外的母材钢板的厚度:ta)(11)
另外,如图41那样第1露出部22与第1镀覆部26的边界处的母材钢板12也可以缓慢地倾斜。这里,图41的假想线X表示将第1镀覆部26 中的母材钢板12与金属间化合物层16的边界线从第1露出部22与第1镀覆部26的边界点100E起沿钢板100的端缘100A方向(第1方向F1或第 2方向F3)延长而得到的假想线。W0表示假想线X中的距第1露出部22 与第1镀覆部26的边界点100E的距离。在本申请中,W0为0.1mm。100F 表示从W0成为0.1mm的地点朝向第1露出部22中的母材钢板12的假想线X的垂线与母材钢板12的交点。假想线Y为连结边界点100E和交点 100F的直线。100G为从假想线Y朝向第1露出部22中的母材钢板12的垂线与母材钢板12的交点中、从假想线Y朝向母材钢板12的垂直方向的距离成为最大距离h的交点(最大距离点)。100G与100F相比配置于钢板的板厚方向的外侧为了减轻应力集中是优选的。而且,本申请的钢板100 的假想线X与假想线Y所成的角度α(以下,有时称为角度α)也可以为 5.0°~25.0°(条件A)。
若角度α超过25.0°,则变得难以使第1镀覆部26的端面缓慢倾斜。而且,无法缓和应力集中,疲劳强度降低。另一方面,若角度α小于5.0°,则在对焊接部的周围实施涂装的情况下,有时产生涂装涂膜的厚度的不均,焊接金属部的涂装后耐蚀性降低。从接头的疲劳强度及焊接部的涂装后耐蚀性均优异的观点考虑,角度α的优选的上限为15.0°。另外,角度α的优选的下限也可以为9.0°。
另外,在如热压成型品或中空状淬火成型品那样由金属间化合物层形成的金属间化合物部的情况下,将第1镀覆部26替换成金属间化合物部(金属间化合物层),进行同样的评价。
对于本申请的钢板100,从假想线Y朝向母材钢板12的垂直方向的最大距离h也可以为1.0μm~5.0μm(条件B)。若最大距离h低于1.0μm,则由于变得不是弯曲形状,而是成为直线形状,因此无法缓和应力集中,疲劳强度降低。另一方面,即使最大距离h超过5.0μm,反而无法缓和应力集中,疲劳强度降低。从接头的疲劳强度优异的观点考虑,最大距离h的优选的上限值也可以为4.0μm。另外,最大距离h的优选的下限值也可以为2.0μm。
在满足条件(A)及(B)的情况下,从接头的疲劳强度及焊接部的涂装后耐蚀性都优异的观点考虑,本申请的钢板100也可以使第1露出部22 进一步满足下述条件(C)。
(C)在从使铝镀层14的表面沿第1露出部22的方向延长而得到的假想线至母材钢板12的表面为止的垂直方向的深度中,将与假想线X中的成为0.1mm的地点相比更靠钢板100的端缘侧的第1露出部22的深度设为D (μm)时,第1露出部22的深度D满足下述式(1-1)。在本申请的钢板 100中,优选设置于两面的任一第1露出部22均满足下述式(1-1)。另外,下述式(1-1)中的母材钢板12的厚度代入换算成μm的值。
D≤(第1镀覆部26中的母材钢板12的厚度mm×0.2)/2(1-1)
另外,在热压成型品的情况下,使用下述式(1-2),在中空状淬火成型品的情况下,使用下述式(1-3)。
D≤(第1金属间化合物部中的第1母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-2)
D≤(第3金属间化合物部中的第3母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-3)
若第1露出部22中的母材钢板12的板厚变薄,则疲劳强度及静态强度降低。这些强度的下限依赖于拼焊坯料中的所焊接的两块钢板中热冲压后的强度与板厚之积较小的钢板侧的母材钢板12的板厚。因此,第1露出部22的深度D(以下,也称为“除去深度D”)也可以满足上述的式(1-1) 的关系。
只要是将铝镀层14和金属间化合物层16除去直至露出母材钢板12为止的深度,则第1露出部22的深度D的下限值没有特别限定。即,第1 露出部22的深度D的下限只要是超过铝镀层14与金属间化合物层16的合计厚度即可。但是,从静态强度及疲劳强度的观点出发,第1露出部22的深度D的范围优选在铝镀层14与金属间化合物层16的合计厚度以上的范围内尽可能小。例如,也可以为铝镀层14与金属间化合物层16的厚度的合计的1.2倍以下。
这里,若参照图42,则第1露出部22的深度D为将铝镀层14的表面沿第1露出部22的方向延长而得到的假想线与母材钢板12的表面之间的最长距离。但是,在从第1露出部22与第1镀覆部26的边界点100E至在第1露出部22的方向上为0.1mm为止的范围内,包含母材钢板12的厚度不同的部分。因此,在本申请的钢板100中,第1露出部22的深度D设定为在从边界点100E起在第1露出部22的方向上比0.1mm的范围内更靠钢板100的端缘100A侧测定的最大值。另外,第1露出部22的宽度W(以下,也称为“除去宽度W”)为从在钢板100的端缘100A处沿板厚方向延长而得到的假想线至第1露出部22及第1镀覆部26的边界点100E为止的最短距离。
作为由钢板100、拼焊坯料及热压成型品来测定第1露出部22的深度 D及第1露出部22的宽度(除去宽度W)的方法,可列举出下面的方法。
如图41那样,在母材钢板12缓慢地倾斜的情况下,第1露出部22的深度D例如可以通过将包含具有第1露出部22的端部的钢板100沿板厚方向切断,用光学显微镜对所切断的截面进行观察来求出。只要测定第1露出部22处的母材钢板12的厚度和铝镀层14、金属间化合物层16及母材钢板12的端部以外的区域中的合计厚度即可。另外,在拼焊坯料及热压成型品的情况下,只要在与焊接金属部邻接的钢板中测定第1露出部22处的母材钢板12的厚度和铝镀层14、金属间化合物层16及母材钢板12的端部 12以外的区域中的合计厚度即可。
具体而言,首先,在端部以外的区域中求出母材钢板12的厚度、以及形成于母材钢板12上的铝镀层14及金属间化合物层16的合计厚度(厚度A)。对于厚度A,在端部以外的区域中在将端部以外的区域的第3方向(X 方向)的全长五等分而得到的5个部位的位置处的中央位置附近求出,并设定为其平均值。
接着,在从第1露出部22与第1镀覆部26的边界点起比0.1mm更靠钢板100的端缘侧,求出第1露出部22处的母材钢板12的厚度(厚度B)。
对于厚度B,设定为在至该第1露出部22的终点为止的范围所测定的最小值。其中,相对于该范围的总宽度,从钢板100的端缘朝向钢板100 的中央部为10%的范围从测定中除外。在该除外的区域中,测定五等分而得到的5个部位中的中央位置,将其最小值设定为厚度B。
而且,第1露出部22的深度D通过从上述中求得的厚度A减去厚度B 而求得(第1露出部22的深度D=厚度A-厚度B)。
另外,拼焊坯料及热压成型品的情况也只要同样地操作而进行测定即可。
本申请的钢板100在满足上述条件(A)、(B)、(C)的情况下,从接头的疲劳强度优异的观点考虑,优选第1露出部22满足下述条件(D)。
(D)基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上。
第1点:第1露出部22与第1镀覆部26的边界点
第2点:从假想线X的上述成为0.1mm的地点起的垂线与母材钢板 12的交点
第3点:从假想线Y朝向母材钢板12的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点
这里,作为由拼焊坯料及热压成型品来测定板厚比的方法,可列举出下面的方法。板厚比的测定例如只要在拼焊坯料及热压成型品中,对在焊接金属部与钢板100之间所具有的母材钢板12的第1露出部22及第1镀覆部26处的母材钢板12进行观察就可以测定。
钢板100的端部中的第1露出部22处的母材钢板12的厚度及第1镀覆部26中的母材钢板12的厚度可以通过将钢板100沿厚度方向切断,用光学显微镜对截面进行观察来求出。
具体而言,第1露出部22处的母材钢板12的厚度及第1镀覆部26处的母材钢板12的厚度分别设定为:沿着第1露出部22的长度方向、且将第2镀覆部24在X方向的全长五等分后的5个部位的位置处求得的值的平均值。
<第2镀覆部>
第2镀覆部24与第1露出部22同样地形成于钢板100的预定焊接的端部且设置有第1露出部22的端部。而且,第2镀覆部24优选在位于钢板100的周围的端部的至少一面中与第1露出部22相比设置于钢板100的端缘侧并且包含钢板100的端缘100A的区域。即,第2镀覆部24优选在预定焊接的端部中沿着钢板100的端缘100A而设置。
第2镀覆部24优选按照在对焊后包含于焊接金属部中的方式形成于包含钢板100的端缘的区域。按照成为该状态的方式,第2镀覆部24在钢板 100的端部的至少一面沿着钢板100的端缘而设置。
在第1方向F1上,第2镀覆部24(的全部)存在于从钢板100的端缘100A起至0.9mm为止的范围较佳。若第2镀覆部24存在于该范围,则第2镀覆部24在对焊后变得容易包含于焊接金属部中。另外,通过将第2 镀覆部24的存在区域设定为该范围,至少从钢板100的端缘100A在第1 镀覆部侧超过0.9mm的区域成为第1露出部22。由此,可以至少使对焊后的焊接金属与焊接热影响部之间的表面上成为不生成硬质的金属间化合物的区域。通过像这样规定第2镀覆部24的宽度及第1露出部22的位置,变得能够将为了提高焊接金属的耐蚀性所需的Al供给至焊接金属,并且能够防止在焊接金属与焊接热影响部的边界处生成降低疲劳强度的金属间化合物。第2镀覆部24优选存在于从钢板100的端缘100A起至0.5mm为止的范围,更优选存在于从钢板100的端缘100A起至0.4mm为止的范围,更优选存在于从钢板100的端缘100A起至0.3mm为止的范围。
例如,第2镀覆部24的宽度优选根据对焊后的拼焊坯料中的焊接金属部的宽度来设定。焊接金属部的宽度例如为0.4mm~6mm。在焊接金属部的宽度为0.4mm的情况下,第2镀覆部24的宽度优选为0.04mm以上且低于0.2mm,第2镀覆部24的宽度与第1露出部22的宽度的合计优选为 0.5mm以上。在焊接金属部的宽度为1mm的情况下,第2镀覆部24的宽度优选为0.3mm以下,第2镀覆部24的宽度与第1露出部22的宽度的合计优选为0.8mm以上。在焊接金属部的宽度为2mm的情况下,第2镀覆部24的宽度优选为0.8mm以下,第2镀覆部24的宽度与第1露出部22 的宽度的合计优选为1.3mm以上。在焊接金属部的宽度为6mm的情况下,第2镀覆部24的宽度优选为0.9mm以下,第2镀覆部24的宽度与第1露出部22的宽度的合计优选为3.3mm以上。焊接金属部的宽度根据焊接方法而发生改变。因此,例如在对焊为激光焊接的情况下,第2镀覆部24的宽度优选为0.05mm以上,第2镀覆部24的宽度优选为0.40mm以下。在用于等离子体焊接的情况下,第2镀覆部24的宽度优选为0.10mm以上,第2镀覆部24的宽度优选为0.60mm以下。
这里,第1露出部22的宽度为在5个部位测定第1露出部22的宽度而得到的平均值,第2镀覆部24的宽度为在5个部位测定第2镀覆部24 的宽度而得到的平均值。第1露出部22及第2镀覆部24的测定部位分别为:在第1露出部22的长度方向上将第1露出部22的X方向的全长五等分而得到的5个部位的位置。
第1露出部22的宽度及第2镀覆部24的宽度的测定方法如下。
在5个部位采集包含可观察形成于钢板100的端部的第1露出部22及第2镀覆部24的总宽度的截面(例如,在钢板100的俯视图中沿着第1方向F1的截面)的测定用试样。对于测定用试样,从将在沿着钢板100的端缘100A的方向上形成的第1露出部22的长度五等分而得到的5个部位的位置进行采集。接着,按照钢板100的截面露出的方式进行切断。之后,将切断后的测定用试样埋入树脂中,进行研磨,用显微镜将截面放大。然后,对于1个试样,测定从第2镀覆部24至第1镀覆部26为止的距离即第1露出部22的宽度。另外,对于各试样,测定第2镀覆部24的两端缘间的距离。
<第1镀覆部>
第1镀覆部26为与钢板100的端部以外的区域同样的结构较佳。例如,第1镀覆部26中的母材钢板12的厚度、金属间化合物层16的厚度、铝镀层14的厚度也可以与钢板100的端部以外的各自的厚度同样。但是,也可以有第1镀覆部26中的铝镀层14的厚度的至少一部分比钢板100的端部中的铝镀层14的厚度大的情况。另外,如图40中所示的那样,第1镀覆部26的端面也可以缓慢地倾斜。
以往,将实施了包含铝作为主体的金属的镀覆而得到的镀覆钢板通过激光焊接、等离子体焊接等焊接方法进行对焊来制造拼焊坯料。有时在该拼焊坯料中的对焊部的焊接金属部中大量地混入起因于铝镀覆的铝。若将像这样操作而得到的拼焊坯料进行热压成型,则有时焊接金属部比母材软化。例如,在该热压成型后的拼焊坯料中,对于包含焊接金属部的部分的抗拉强度试验的结果,还报道了在焊接金属部产生断裂的例子。
从避免焊接金属部的断裂的方面考虑,例如,在专利文献1中公开了一种对焊用钢板,其中,将要焊接的焊接预定部的铝镀层除去,从对焊用钢板的端缘至形成有铝镀层的区域为止连续地残留金属间化合物层。进而,在专利文献1中,公开了将对焊用钢板的焊接预定部对焊而成的拼焊坯料。
然后,将铝镀层除去而制成残留有金属间化合物层的对焊用钢板,在将残留有金属间化合物层的区域的端面彼此对接的状态下进行对焊来制造拼焊坯料。这种情况下,拼焊坯料的疲劳强度降低。
在从形成有铝镀层的区域至焊接预定部连续地残留有金属间化合物层的对焊用钢板的情况下,在焊接金属部与形成有铝镀层的区域之间残留硬质且脆的金属间化合物层。这种情况下,会受到残留于焊接金属部与焊接热影响部的边界(应力集中部)处的金属间化合物层的影响。其结果是,由专利文献1中公开的对焊用钢板来形成拼焊坯料,若使用了该拼焊坯料的热压成型品受到反复的载荷,则接头的疲劳强度降低。进而,就该拼焊坯料而言,由于在焊接金属部中形成有铝镀层的区域的端缘的附近的部分中包含从金属间化合物层溶出的铝,因此该部分的焊接金属部软化而焊接金属部的疲劳强度降低。
因此,仅将焊接预定部的铝镀层除去而金属间化合物层残留的对焊用钢板在重视疲劳特性的部位中的应用不充分。
另外,在专利文献4中,公开了通过将焊接预定部的金属层除去而制成对焊用钢板、并将该对焊用钢板的焊接预定部进行对焊而成的拼焊坯料。
在专利文献4中,通过对金属层照射激光光线,从金属层的1个以上的层中除去材料,从而形成消融沟槽。在形成该消融沟槽后,除去母材钢板12的端部区域而形成焊接缺口。在专利文献4中公开的焊接用钢板的情况下,有将焊接缺口的金属层全部除去而母材钢板12露出的方案、在焊接缺口处同样地残留薄的金属层的方案、在焊接缺口的端面侧母材钢板露出且在焊接缺口的板宽度中央侧金属层残留的方案。因此,就将焊接缺口的金属层全部除去而母材钢板12露出的方案而言,由于没有端部的金属层(铝镀层及金属间化合物层),因此在焊接金属部中不含有适量铝,焊接金属部的涂装后耐蚀性变低。另外,就在焊接缺口处同样地残留薄的金属层的方案、或在焊接缺口的端面侧母材钢板露出且在焊接缺口的钢板中央侧金属层残留的方案而言,在钢板中央侧的金属层(例如镀层)与焊接金属之间的母材上残留金属层。这种情况下,若使用将焊接用钢板对焊而成的拼焊坯料来进行热压成型,则镀层与焊接金属之间的金属层成为金属间化合物层,成为疲劳强度降低的一个原因。因此,专利文献4中公开的对焊用的钢板在重视疲劳特性及涂装后耐蚀性的部位中的应用困难。
就本申请的钢板100而言,为了克服这些问题,通过仅在钢板100的端缘侧残留第2镀覆部24,且在与第2镀覆部24邻接的区域配置第1露出部22,从而兼顾了疲劳特性及涂装后耐蚀性。在专利文献4中,为了不在焊接金属部中混入Al等金属,公开了焊接缺口的端面侧的金属层比钢板中央侧的金属层更多地被除去的方案,但未公开像本申请的钢板100那样在焊接缺口的端面侧形成第2镀覆部24、在邻接的区域形成第1露出部22。
另外,在专利文献2~专利文献5中,公开了将要焊接的焊接预定部的铝镀层及金属间化合物层除去而制成对焊用钢板、并将该对焊用钢板的焊接预定部对焊而成的拼焊坯料。
然而,就将金属间化合物层及铝镀层除去而制成对焊用钢板、在将除去了这两层的区域的端面彼此对接的状态下进行对焊而成的拼焊坯料而言,在对热压成型品进行涂装时,焊接金属部的涂装后耐蚀性降低。在焊接预定部中除去了金属间化合物层及铝镀层这两层的情况下,混入到焊接金属部中的铝无或非常少。因此,例如,就专利文献2~5中公开的对焊用钢板而言,在拼焊坯料中容易产生氧化皮(铁的化合物)。其结果是,在对将拼焊坯料热压成型而形成的热压成型品进行涂装时,焊接金属部表面中的涂料的附着性降低,焊接金属部的涂装后耐蚀性降低。
与此相对,本申请的钢板100具有不仅将与第1镀覆部26邻接的铝镀层14除去而且也除去金属间化合物层16、母材钢板12露出的第1露出部 22。进而,本申请的钢板100具有设置有金属间化合物层16和铝镀层14 的第2镀覆部24。
即,本申请的钢板100在母材钢板12露出的第1露出部22中不具有硬质且脆的金属间化合物层16。另外,本申请的钢板100的残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24在包含钢板100的端缘100A的区域中存在。
因此,将本申请的钢板100的具有第1露出部22和第2镀覆部24的端部的端面与其他钢板对接并焊接而得到的拼焊坯料具有下述(1)~(3) 的特征。
(1)在焊接金属部与焊接热影响部的边界处不具有硬质且脆的金属间化合物层16。
(2)在焊接金属部(或焊接热影响部)与镀层的端缘之间不包含起因于金属间化合物层16及铝镀层14的铝。
(3)第2镀覆部24被并入对焊后的焊接金属部中(即,第2镀覆部 24的铝以适度的量混入到焊接金属部中。)。
通过上述的(1)及(2),即使是将该拼焊坯料制成热压成型品的情况下,也可抑制接合接头的疲劳强度的降低。具体而言,通过(1),由于在焊接金属部与焊接热影响部的边界处没有容易成为断裂的起点的硬质且脆的金属间化合物层,因此可抑制接合接头的疲劳强度的降低。另外,通过 (2),由于在焊接热影响部与镀层的边界处没有混入起因于金属间化合物层16及铝镀层14的铝,因此能够抑制该部分的焊接金属部软化而焊接金属部的疲劳强度降低。另外,通过上述的(3),可抑制焊接金属部的表面中氧化皮的产生,从而化学转化处理性提高,涂料的附着性提高。因此,即使是对热压成型品进行涂装后,焊接接头的涂装后耐蚀性也提高。
另外,第2镀覆部24的宽度相对于第2镀覆部24的宽度与第1露出部22的宽度的合计的比例(以下,称为“第2镀覆部24的宽度的比例”) 优选为3%~50%的范围。第2镀覆部24的比例低于3%时,涂装后耐蚀性的效果不高,另外若超过50%则在焊接金属部的端部变得容易残留镀层,疲劳强度降低。若上述第2镀覆部24的宽度的比例为该范围,则可抑制疲劳强度的降低,可有效地获得优异的涂装后耐蚀性。若像这样构成,则在低于钢板100的端缘与第1镀覆部26的距离的一半的范围内残留第2镀覆部24。由此,在将钢板100进行激光焊接时,能够稳定地防止第1焊接金属部与第1镀覆部26相接触。而且,能够提高第1焊接金属部的疲劳强度及涂装后耐蚀性这两者。在实际机器中由于第1焊接金属部的宽度必定不均,因此优选像这样构成。第2镀覆部24的宽度的比例的优选的下限为5%。另一方面,第2镀覆部24的宽度的比例的优选的上限为40%,更优选的上限为30%。
另外,第2镀覆部24优选至少遍及预定焊接的范围的第3方向(X方向)的全长而形成。例如,在图35中,沿着预定焊接的端缘100A而形成第2镀覆部24。
本申请的钢板100在焊接预定部的端部形成母材钢板12的第1露出部 22和在包含钢板100的端缘100A的区域形成第2镀覆部24。只要是可抑制焊接金属部的疲劳强度的降低、能够维持涂装后耐蚀性的范围,则在第2 镀覆部24中也包含下述的方案。
例如,在将镀覆钢板冲裁而得到冲裁构件时,在位于镀覆钢板的周围的端部中包含镀覆钢板的端缘的区域,有时因剪切机等切断机构而产生塌边。若将产生了塌边的镀覆钢板的端部中的金属间化合物层16及铝镀层14 通过切削、磨削等而除去,则可以在产生了塌边的部分中残留金属间化合物层16和铝镀层14作为第2镀覆部24,同时形成露出了母材钢板12的第 1露出部22。此时,通过将机械磨削机构与钢板表面平行地操作而除去金属间化合物层16及铝镀层14,变得在比磨削面更位于下方的塌边上的区域设置第2镀覆部24。另外,通过将塌边量(塌边的宽度、塌边的深度)设定为规定的范围,可以任意地调节第2镀覆部24的大小。例如如图4那样,在截面观察中在与从第1露出部22与第2镀覆部24的边界起沿第1方向 F1延长而得到的假想线G1相比在厚度方向上位于母材钢板12的内部侧的母材钢板12的表面的低部区域,残留金属间化合物层16和铝镀层14。该残留金属间化合物层和铝镀层的部分成为第2镀覆部24。这种情况下,第 2镀覆部24与第1露出部22的边界周边的第2镀覆部24通过切削、磨削等而变得比母材钢板12的端缘附近的第2镀覆部24薄。如专利文献4那样将金属层除去后将端部切断的情况下,无法形成这样的第2镀覆部的结构。此时,优选在第2镀覆部24中包含铝镀层14。
若参照图4,则在塌边部分设置第2镀覆部24的情况下,第2镀覆部 24也设置于从与第1露出部22的边界的端缘100C至钢板100的端缘100A 为止之间。另外,在塌边部分设置第2镀覆部的情况下,钢板100的端缘 100A与第2镀覆部24也可以邻接。对于第1露出部22附近的第2镀覆部24,铝镀层14及金属间化合物层的至少一部分被除去。因此,第1露出部 22侧的与第2镀覆部24的边界的端缘100C为母材钢板12与第2镀覆部 24中的金属间化合物层16的边界,将该位置设为第1端Z1。另一方面,在本实施方式中,由于按照覆盖塌边的方式形成有第2镀覆部24,因此将在第1方向F1上最远离第1露出部22而存在第2镀覆部24的位置设为钢板100的端缘100A,将该位置设为第2端Z2。即,将沿着第1方向F1的第1端Z1与第2端Z2之间的距离设为第2镀覆部24的宽度c。
这里,在将从第2端Z2朝向与第1方向F1相反的方向而离开第2镀覆部24的宽度c的20%的长度的位置处的镀覆厚设为f11,将从第1端Z1朝向第1方向F1而离开第2镀覆部24的宽度c的10%的长度的位置处的镀覆厚设为镀覆厚f2时,优选镀覆厚f11比镀覆厚f2厚。这种情况下,由于成为焊接预定位置的钢板100的端缘侧的Al量变多,因此能够高效地使铝扩散至焊接金属中。
另外,在将从第2端Z2朝向与第1方向F1相反的方向而离开第2镀覆部24的宽度c的10%的长度的位置处的镀覆厚设为f1,将从第1端Z1朝向第1方向F1而离开第2镀覆部24的宽度c的10%的长度的位置处的镀覆厚设为镀覆厚f2时,优选镀覆厚f1比镀覆厚f2厚。这种情况下,由于成为焊接预定位置的钢板100的端缘侧的Al量变多,因此能够使铝高效地扩散至焊接金属中。特别是在形成塌边时,铝镀层通过工具而被引入,并移动至钢板的端面侧。由此,预定焊接的端面变得被许多铝镀层覆盖。由于该端面上的铝镀层在焊接时位于焊接金属的中央附近,因此能够更高效地使Al扩散至焊接金属内。因此,能够提高焊接金属的耐蚀性。另外,由于第2镀覆部24与第1露出部22的边界附近的Al量变少,因此能够抑制铝在焊接金属部与第1露出部22的边界处浓化。因此,制成拼焊坯料时的焊接接头的疲劳特性也能够提高。
由于在第1方向F1上,第1端Z1与第2端Z2之间的中央位置处的镀覆厚fM变得比从第1端Z1朝向第1方向F1而离开第2镀覆部24的宽度c 的10%的长度的位置处的镀覆厚即镀覆厚f2厚,因此优选。
在镀覆厚fM比镀覆厚f2厚的情况下,由于母材钢板12的端缘侧的Al 量变多,因此能够使铝高效地扩散至焊接金属中。因此,能够提高焊接金属的耐蚀性。另外,由于第2镀覆部24与第1露出部22的边界附近的Al 量变少,因此能够抑制铝在焊接金属部与第1露出部22的边界处浓化。因此,焊接金属部的疲劳特性也能够提高。
另外,也可以通过对镀覆钢板照射激光将铝镀层14及金属间化合物层 16的一部分除去来形成第1露出部22及第2镀覆部24。另外,也可以通过照射激光而将镀覆钢板切断来形成端部。这种情况下,由于将激光聚光而将镀覆钢板进行加工,因此如图5那样,第2镀覆部24在第1方向F1 上母材钢板12侧的宽度变宽、铝镀层14侧的宽度变窄。这种情况下,如图5那样,在从第1露出部22与第2镀覆部24的边界起沿第1方向F1延长而得到的假想线G2上、或与假想线G2相比在厚度方向上从母材钢板12 的内部侧朝向形成有第1露出部22的表面在更靠外部侧设置有第2镀覆部 24。这里,将从母材钢板12侧的第2镀覆部24与第1露出部22的边界即第1端Z1至母材钢板12侧的第2镀覆部24的端缘100A侧的端即第2端 Z2为止的第1方向F1上的长度设为第2镀覆部24的宽度c。
这里,在将从图5的第2端Z2朝向与第1方向F1相反的方向而离开第2镀覆部24的宽度c的20%的长度的位置处的镀覆厚设为f11,将从第1 端Z1朝向第1方向F1而离开第2镀覆部24的宽度c的10%的长度的位置处的镀覆厚设为镀覆厚f2时,优选镀覆厚f11比镀覆厚f2厚。在镀覆厚f11比镀覆厚f2厚的情况下,由于钢板100的端缘100A侧的Al量变多,因此能够使铝高效地扩散至焊接金属中。因此,能够提高焊接金属的耐蚀性。另外,由于第2镀覆部24与第1露出部22的边界附近的Al量变少,因此能够抑制铝在焊接金属部与第1露出部22的边界处浓化。
同样地,在图5的第1方向F1上,第1端Z1与第2端Z2之间的中央位置的镀覆厚fM优选变得比从第1端Z1朝向第1方向而离开第2镀覆部 24的宽度c的10%的长度的位置处的镀覆厚f2厚。
在镀覆厚fM比镀覆厚f2厚的情况下,由于钢板100的端缘100A侧的 Al量变多,因此能够使铝高效地扩散至焊接金属中。因此,能够提高焊接金属的耐蚀性。另外,由于第2镀覆部24与第1露出部22的边界附近的 Al量变少,因此能够抑制铝在焊接金属部与第1露出部22的边界处浓化。因此,制成拼焊坯料时的焊接接头的疲劳特性也能够提高。
图6是表示本申请的钢板100中的具有母材钢板12的第1露出部22 和第2镀覆部24的端部的另一个例子的截面照片。
若参照图6,则在从钢板100的端缘100A至第1露出部22与第2镀覆部24的边界的端缘100C为止之间的区域,产生了塌边。在产生了塌边的部分,形成有在母材钢板12上残留有铝镀层14和金属间化合物层16的第2镀覆部24。如图6那样在产生了塌边的情况下,端缘100C周边的第2 镀覆部24仅由金属间化合物层16构成。另一方面,在从第1镀覆部26的端缘100B至第1露出部22与第2镀覆部24的边界的端缘100C为止之间的区域,形成有母材钢板12露出的第1露出部22。
通过该第2镀覆部24中所含的铝以适度的量混入到焊接金属部中,焊接金属部的涂装后耐蚀性变得优异。因此,在本申请的钢板100中,残留于产生了塌边的部分的铝镀层14及金属间化合物层16未除去而作为第2 镀覆部24而有效利用。此时,优选在第2镀覆部24中包含铝镀层14。
作为在位于镀覆钢板的周围的端部的两面的至少一部分中形成第1露出部22及第2镀覆部24的优选的方法的一个例子,例如可列举出下面的方法。
也可以具有下述工序(设为形成法A):如图36(c)中所示的那样在位于镀覆钢板(冲裁构件)111的周围的端部的至少一部分中,将形成于母材钢板12的两面上的金属间化合物层16及铝镀层14通过切削或磨削而除去。由此,形成母材钢板12露出的第1露出部22,和在位于镀覆钢板111 的周围的端部的至少一面,在比第1露出部22更靠镀覆钢板111的端缘侧,形成残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24。
形成法A例如是如以下那样操作而在镀覆钢板111的端部形成第1露出部22和第2镀覆部24的方法。首先,作为形成拼焊坯料之前的钢板,准备切断成所期望的大小的镀覆钢板111。接着,对于切断后的镀覆钢板111的端部的两面的至少一部分,通过切削或磨削,将形成于母材钢板12 的两面上的铝镀层14及金属间化合物层16除去。由此,在镀覆钢板111的端部形成母材钢板12露出的第1露出部22。此时,进而,在位于镀覆钢板111的周围的端部的至少一面,在比第1露出部22更靠镀覆钢板111的端缘侧,沿着镀覆钢板111的端缘而形成第2镀覆部24。
这里,在利用塌边来形成第2镀覆部24的情况下,优选将镀覆钢板111 利用剪切机等进行切断。这种情况下,通过将镀覆钢板111表面沿着镀覆钢板111的表面在端面侧进行切削或磨削,能够仅残留塌边上的铝镀层14 及金属间化合物层16,形成第1露出部22和第2镀覆部。这种情况下,位于切削或磨削后的区域之下(母材钢板12内侧)的铝镀层14及金属间化合物层16作为第2镀覆部24而形成。
另一方面,在镀覆钢板111的切断中使用激光的情况下,可以在不形成塌边的情况下进行钢板的切断。这种情况下,可以形成图1~图3中所示那样的钢板100。特别是对于图3中所示的钢板100,位于第1露出部22 中的母材钢板12的表面之上(母材钢板外侧)的铝镀层14及金属间化合物层16作为第2镀覆部24而形成。
作为为了形成第1露出部22而进行的通过切削而除去的方法,没有特别限定。例如,切削也可以通过刨刀、立铣刀、金工锯等机械加工来进行。磨削也可以通过磨石、研磨机、喷砂机等机械加工来进行。进而,也可以将这些方法组合,将金属间化合物层16及铝镀层14除去来形成第1露出部22。
另外,作为其他的方法,还可列举出通过激光刨削等激光加工来除去金属间化合物层16及铝镀层14的方法。进而,也可以将这些方法组合,将金属间化合物层16及铝镀层14除去来形成第1露出部22。
另外,在通过激光刨削等激光加工来形成第1露出部22的情况下,通过施加热,有时起因于大气中的水蒸气而在形成第1露出部22的部分的母材钢板12中混入氢。另外,由于在激光加工后,形成有第1露出部22的部分的母材钢板12被骤冷,因此在该部分的母材钢板12的金属组织中产生马氏体。由此有时在焊接前在钢板100的端面产生延迟断裂。
另一方面,在通过机械加工来形成第1露出部22的情况下,形成第1 露出部22的部分的母材钢板12的温度上升被抑制,不产生马氏体。另外,由于氢也不会进入,因此延迟断裂的产生得以抑制。从这点考虑,作为用于形成第1露出部22的方法,优选采用利用机械加工的切削(切削加工) 或磨削(磨削加工)。进而,在通过机械加工来形成第1露出部22的情况下,不采取进行激光刨削等激光加工时的相对于激光的遮光对策,从成本等方面考虑也是有利的。
另外,在通过机械加工来形成第1露出部22及第2镀覆部24的情况下,例如只要使用立铣刀(立铣刀的前端刃、立铣刀的侧面刃)、金工锯等即可。在机械加工中,第1露出部22及第2镀覆部24优选通过利用立铣刀的切削来形成。即,优选具有通过利用立铣刀的切削来形成上述第1露出部22及上述第2镀覆部24的工序。利用立铣刀的切削为利用旋转运动的切削。因此,在通过立铣刀而形成的第1露出部22中,在切削面(第1 露出部22中的母材钢板12的露出面、第1露出部22与第1镀覆部26的边界处的截面)产生了呈微细的凹凸形状的切削痕。通过使立铣刀的端部的R形状适宜,变得容易满足条件(A)及(B)。
只要在位于钢板100的周围的端部的两面的至少一部分形成第1露出部22及在位于钢板100的周围的端部的至少一面形成第2镀覆部24,则在端部形成第1露出部22及第2镀覆部24的顺序并不限定于上述的形成法 A。
作为在位于钢板100的周围的端部的两面形成第1露出部22及在位于钢板100的周围的端部的至少一面形成第2镀覆部24的其他优选的方法的一个例子,例如可列举出下面的方法。
也可以具有下述工序(设为形成法B):如图37中所示的那样,在镀覆钢板(冲裁构件)111的端部以外的两面的区域,将形成于母材钢板12 的两面上的铝镀层14及金属间化合物层16通过切削或磨削而除去,形成露出了母材钢板12的两个第1露出部22A,和在镀覆钢板的端部以外的至少一面按照夹在两个第1露出部22A之间的方式形成残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24A的工序(图37(C));按照在包含镀覆钢板的端缘的区域具有第2镀覆部24的方式将镀覆钢板切断,在镀覆钢板(对焊用钢板)的端部的两面的至少一部分中形成母材钢板12露出的第 1露出部22,和在镀覆钢板的端部的至少一面,在比第1露出部22更靠镀覆钢板的端缘侧形成残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部 24的工序(图37(D))。
形成法B例如具体而言为下述那样的方法。首先,对镀覆钢板101实施冲裁加工,准备切断成期望大小的镀覆钢板111。接着,对于切断后的镀覆钢板111,将形成于母材钢板12上的铝镀层14及金属间化合物层16通过切削或磨削而除去,形成露出了母材钢板12的第1露出部22。第1露出部22在第1镀覆部26以外的区域例如按照沿一方向延伸的方式形成两个。在被两个第1露出部22夹持的区域,形成残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24。然后,在切断后的镀覆钢板111中,按照第2 镀覆部24沿着镀覆钢板的端缘的方式,将被两个第1露出部22夹持的第2 镀覆部24切断。切断而得到的钢板100为形成拼焊坯料之前的钢板100。
在形成法B的情况下,被两个第1露出部22夹持的第2镀覆部24的宽度(即,切断前的第2镀覆部24的宽度)为0.3mm~2.3mm较佳,优选为0.4mm~1.6mm。另外,将第2镀覆部24切断的位置可以按照成为目标宽度的方式在第2镀覆部24的中央线附近的位置切断,也可以在中央线附近以外的位置切断。另外,露出了母材钢板12的第1露出部22只要按照成为目标宽度的方式通过切削或磨削而除去即可。
另外,通过上述的形成法A而形成的母材钢板12的第1露出部22的宽度比将钢板100对焊后的熔融区域(焊接金属部)的宽度的一半大1.1 倍以上较佳。
将如上述的形成法B那样形成的第2镀覆部24切断之前的两个母材钢板12的第1露出部22的宽度分别比将钢板100对焊后的熔融区域(焊接金属部)的宽度的一半大1.1倍以上较佳。
另外,形成拼焊坯料之前的钢板100中的第2镀覆部24的宽度按照成为将钢板100对焊后的熔融区域(焊接金属部)中包含的宽度的方式形成。
若为这些范围,则由于铝以适度的量混入到将钢板100对焊后的焊接金属部中,因此涂装后耐蚀性变得优异,同时(静态)抗拉强度的降低也得以抑制。另外,由于在焊接金属部与焊接热影响部的边界处不具有硬质且脆的金属间化合物层16,因此热压成型后的钢板的疲劳强度的降低得以抑制。
<拼焊坯料>
如图20中所示的那样本申请的拼焊坯料300具备第1焊接金属部、和介由第1焊接金属部而连接的至少两个钢板部。至少两个钢板部各自是将本申请的钢板(对焊用钢板)对焊的结果,表示与该钢板相对应的部分。详细而言,至少两个钢板部(钢板110及钢板120)分别具备在母材钢板 12的表面上从母材钢板12侧起依次设置有金属间化合物层16、铝镀层14 的第1镀覆部26和母材钢板12露出的第1露出部22。这里,在各钢板部中,将与各钢板部的厚度方向垂直且从第1镀覆部26朝向第1焊接金属部的方向设为第2方向F3(参照图20)。在本申请的拼焊坯料300中,在第 2方向F3上,在母材钢板12的两表面上,按照第1镀覆部26、第1露出部22、第1焊接金属部的顺序在同一面上配置有第1镀覆部26、第1露出部22、第1焊接金属部。
另外,拼焊坯料300的钢板部的另一侧也可以同样地在第2方向F3上,按照第1镀覆部26、第1露出部22、第1焊接金属部的顺序在同一面上配置有第1镀覆部26、第1露出部22、第1焊接金属部。若考虑疲劳强度特性,则本申请的拼焊坯料300优选在两面及夹持第1焊接金属的两侧具有第1露出部22及第1镀覆部26。这样的构成可以通过将图1~图6中的任一端部彼此对焊而形成来实现。
本申请的拼焊坯料300可以将两块钢板的端部对焊而构成,也可以将三块以上的钢板的端部对焊而构成。但是,至少两块钢板分别具备第1镀覆部26和第1露出部22。而且,在至少两个钢板部各自中,在第2方向上,在母材钢板12的两表面上,按照第1镀覆部26、第1露出部22、第1焊接金属部150的顺序在同一面上配置有第1镀覆部26、第1露出部22、第 1焊接金属部。
另外,本申请的拼焊坯料300可以以将两块钢板100的端面彼此对接的状态进行焊接,也可以以将三块钢板100的端面彼此对接的状态进行焊接。
例如,拼焊坯料300也可以是在将本申请的钢板100的端部的端面与其他钢板的焊接预定部的端部的端面对接的状态下焊接而成的焊接构件,本申请的钢板100具有第1露出部22和第2镀覆部24,所述第2镀覆部 24存在于比第1露出部22更靠钢板100的端缘侧、且包含钢板100的端缘的区域。另外,拼焊坯料300例如可以以将本申请的两块钢板100中的具有第1露出部22及第2镀覆部24的端部的端面彼此对接的状态进行焊接,也可以以将本申请的三块钢板100中的具有第1露出部22及第2镀覆部24 的端部的端面彼此对接的状态进行焊接。
进而,也可以以将本申请的四块以上的钢板100中的具有第1露出部 22及第2镀覆部24的端部的端面彼此对接的状态进行焊接。
用于获得拼焊坯料300的两块以上的钢板100只要根据目的而组合使用即可。用于获得拼焊坯料300的两块以上的钢板100例如可以分别使用相同强度等级的钢板,也可以使用不同强度等级的钢板。另外,两块以上的钢板100可以使用厚度相同的钢板100,也可以使用厚度互不相同的钢板 100。
进而,关于用于获得拼焊坯料300的两块以上的钢板100,存在于包含钢板100的端缘的区域的第2镀覆部24的方案可以相同,第2镀覆部24 的方案也可以不同。例如,也可以将下述所示的方案组合。
例如,第2镀覆部24的方案有1)形成于钢板100的端部的两面的方案、2)仅形成于一面的方案这两种。
另外,具有这些第2镀覆部24的方案的钢板100可以使用第2镀覆部 24的宽度(上述第1方向F1上的第2镀覆部24的宽度。自钢板的端缘的距离)相同的钢板100,也可以使用第2镀覆部24的宽度不同的钢板100。
进而,用于获得拼焊坯料的两块以上的钢板100例如也可以是具有上述第2镀覆部24的方案的钢板100与具有在焊接预定部不具有第2镀覆部 24而仅形成有第1露出部22的端部的钢板的组合。
进行对焊的焊接方法没有特别限定,例如可列举出激光焊接(激光束焊接)、电弧焊、电子束焊接、滚平缝焊等焊接方法。另外,作为电弧焊,可列举出等离子体焊接、TIG(Tungsten Inert Gas,钨惰性气体)焊接、MIG (Metal Inert Gas,金属惰性气体)焊接、MAG(Metal Active Gas,金属活性气体)焊接等,作为适宜的电弧焊,可列举出等离子体焊接。焊接条件只要根据所使用的钢板100的厚度等目标条件来选择即可。
另外,根据需要,也可以一边供给填充焊丝一边进行焊接。填充焊丝的铝浓度优选为与母材钢板12的铝浓度相同程度以下。另外,这里所谓与铝浓度相同程度以下是指在将母材钢板12的铝浓度设为100时填充焊丝的铝浓度为0.5~100的范围内。
拼焊坯料300通过如上述那样以将具有第1露出部22及第2镀覆部24 的端部的端面对接的状态进行对焊而形成。因此,起因于金属间化合物层 16及铝镀层14的铝向第1焊接金属部150中的混入量主要受到第2镀覆部 24中所含的铝的量的支配,成为适度的量。即,第1焊接金属部150的铝浓度比用于焊接的母材钢板12的铝浓度高。另外,在对焊的母材钢板12 的铝浓度不同的情况下,与铝浓度较高的母材钢板12的铝浓度相比,第1 焊接金属部150的铝浓度较高。因此,即使是母材钢板12的铝浓度低的情况下,也可通过从第2镀覆部24供给至第1焊接金属部150的铝来实现具有涂装后耐蚀性优异的焊接接头的拼焊坯料。另外,由于不存在金属间化合物层16的第1露出部22与焊接金属部的端部邻接,因此可抑制将拼焊坯料进行热压成型后的构件的疲劳强度的降低。另外,也可抑制(静态) 抗拉强度的降低。
就拼焊坯料300而言,特别是将至少两个钢板部连接的焊接金属部(第 1焊接金属部)150中含有的铝浓度(Al浓含量)为0.065质量%~1质量%较佳。若为该范围,则可有效地得到优异的涂装后耐蚀性,可抑制第1焊接金属部150的断裂。另外,可抑制疲劳强度的降低。从这点考虑,第1 焊接金属部150中含有的铝浓度的上限优选为1质量%,可以为0.8质量%,也可以为0.4质量%。第1焊接金属部150中含有的铝浓度的下限可以为 0.08质量%,也可以为0.1质量%。
在本申请的拼焊坯料300中,特别是将至少两个钢板部连接的焊接金属部(第1焊接金属部)150中含有的铝浓度比钢板部的母材钢板12的铝浓度高。
另外,第1焊接金属部150中的铝浓度为平均浓度。第1焊接金属部 150中的铝浓度的测定如下那样进行。
以与激光焊接线正交的方向将钢板切断,埋入树脂中。进行所埋入的钢板的研磨,利用电子探针显微分析仪(FE-EPMA),从钢板100的表面至母材钢板12为止进行映射分析,测定铝浓度。测定条件设定为:加速电压15kV、光束直径100nm左右、照射时间1000ms。测定间距设定为格子状5μm间距。将焊接金属部的铝浓度的测定值平均化而求出平均浓度。
在使用了至少满足上述条件(A)及(B)的钢板100的拼焊坯料300 中,参照图43,对拼焊坯料300中的钢板110、120的包含铝镀层14及金属间化合物层16的板厚t、第1露出部22的深度D1、第1露出部22的深度D2进行说明。图43中所示的拼焊坯料300是将第1钢板110及第2钢板120各自的钢板的焊接预定部的端部进行对焊而形成的。拼焊坯料300 将作为钢板部的第1钢板110及作为钢板部的第2钢板120通过作为焊接金属部的第1焊接金属150而接合。而且,与第1焊接金属部150邻接地具有第1露出部22,与第1露出部22的远离第1焊接金属部150的一侧邻接地具有第1镀覆部26。
如图43中所示的那样,第2钢板120的板厚比第1钢板110的板厚小。第1钢板110及第2钢板120有时热压成型后的钢板的抗拉强度小。这种情况下,在图43中所示的拼焊坯料300中,第2钢板120与第1钢板110 相比,热压成型后的钢板的抗拉强度与板厚之积变小。即,如图43中所示的那样,板厚t、第1露出部22的深度D1及第1露出部22的深度D2成为第2钢板120中的值。板厚t为第2钢板120中的包含铝镀层14及金属间化合物层16的板厚。第1露出部22的深度D1为使母材钢板12的第1 面中的铝镀层14的表面沿第1露出部22的方向延长而得到的假想线与母材钢板12的表面的距离。第1露出部22的深度D2为使母材钢板12的第 2面中的铝镀层14的表面沿第1露出部22的方向延长而得到的假想线与母材钢板12的表面的距离。
<热压成型品>
本申请的热压成型品是对本申请的拼焊坯料300进行热压而生成的。
如图44中所示的那样,在本申请的热压成型品500中,沿着第1母材钢板212的表面及第2母材钢板512的表面按照第1金属间化合物部226、第3露出部222、第2焊接金属部250、第4露出部522、第2金属间化合物部526的顺序依次配置有第1金属间化合物部226、第3露出部222、第 2焊接金属部250、第4露出部522和第2金属间化合物部526。
在第1金属间化合物部226中,在第1母材钢板的表面上设置有第1 金属间化合物层。在第3露出部222中,第1母材钢板212露出。在第2 金属间化合物部526中,在第2母材钢板的表面上设置有第2金属间化合物层。在第4露出部522中,第2母材钢板512露出。这里,将从第1金属间化合物部226朝向第2焊接金属部250的方向设为第2方向F3(图44)。
第1母材钢板212及第2母材钢板512为与热压成型之前的拼焊坯料 300中的母材钢板12相对应的钢板。第1金属间化合物部226及第2金属间化合物部526为与热压成型之前的拼焊坯料中的第1镀覆部26相对应的部分。
第2焊接金属部250中含有的铝浓度为0.065质量%~1质量%较佳。另外,第2焊接金属部250中含有的铝浓度比第1母材钢板及第2母材钢板的母材钢板的铝浓度高。在第1母材钢板与第2母材钢板的铝浓度不同的情况下,与铝浓度较高的母材钢板的铝浓度相比,第2焊接金属部250 中含有的铝浓度较高。因此,本申请的热压成型品的涂装后的耐蚀性优异。
在本申请的热压成型品中,将第1母材钢板212与第2母材钢板512 连接的焊接金属部(第2焊接金属部250)中含有的铝浓度比第1母材钢板 212及第2母材钢板512各自的铝浓度高。
热压成型品可如下那样操作来制造。
首先,将拼焊坯料加热至Ac3点以上的高温而使拼焊坯料软化。然后,使用模具将软化后的拼焊坯料通过热压成型而成型及进行冷却而淬火,得到目标形状的热压成型品。热压成型品通过加热及冷却被淬火,例如具有 400~2700MPa左右的抗拉强度。
作为进行热压成型时的加热方法,除了普通的电炉、辐射管炉以外,还可以采用利用红外线加热、通电加热、感应加热等的加热方法。
在热压成型品中,在拼焊坯料300的加热时,拼焊坯料的铝镀层14变化为保护第1母材钢板212及第2母材钢板512免于氧化的金属间化合物。例如,作为一个例子,在铝镀层14中含有Si(硅)的情况下,若铝镀层 14被加热,则通过与Fe的相互扩散,Al相变为金属间化合物、即Al-Fe 合金相、Al-Fe-Si合金相。Al-Fe合金相及Al-Fe-Si合金相的熔点高,为1000℃以上。Al-Fe相及Al-Fe-Si相有多个种类,若进行高温加热、或长时间加热,则逐渐变为Fe浓度更高的合金相。这些金属间化合物会防止钢板 100的氧化。
对于进行热压成型时的最高极限温度,没有特别限定,例如优选设定为850℃~1000℃。在热压成型中,关于最高极限温度,由于在奥氏体区域进行加热,因此通常大多采用900℃~950℃左右的温度。
在热压成型中,将加热至高温的拼焊坯料300用通过水冷等冷却后的模具进行压制成型,同时通过利用模具的冷却进行淬火。另外,根据需要也可以从模具的间隙将水直接喷雾至拼焊坯料300而进行水冷。然后,得到目标形状的热压成型品。热压成型品可以直接作为部件来使用,也可以根据需要对焊接部利用喷丸、刷光、激光清洗等进行脱氧化皮处理后使用。
若拼焊坯料300被加热至高温,则母材钢板212、512的金属组织的至少一部分、优选整体成为奥氏体单相的组织。之后,在用模具进行压制成型时,通过以目标冷却条件进行冷却,使奥氏体相变为马氏体及贝氏体中的至少一者。而且,在所得到的热压成型品中,母材钢板12的金属组织成为马氏体、贝氏体、马氏体-贝氏体、铁素体-贝氏体、铁素体-贝氏体-珠光体、铁素体-珠光体、铁素体中的任一者的金属组织。或者有时也成为在上述的金属组织中包含残留奥氏体的组织。
另外,如图36(A)中所示的那样,将卷成卷材状的镀覆钢板101拉出,如图36(B)中所示的那样,对拉出的镀覆钢板101实施冲裁加工,形成冲裁构件111。然后,如图36(C)中所示的那样,对于所形成的冲裁构件111,也可以在端部形成第1露出部22及第2镀覆部24。通过以上的工序,制造钢板100。
另外,如图37(A)中所示的那样,将卷成卷材状的镀覆钢板101拉出,如图37(B)中所示的那样,对拉出的镀覆钢板101实施冲裁加工,形成冲裁构件111。之后,也可以在冲裁构件111的端部形成第1露出部 22及第2镀覆部24。
这种情况下,也可以如图37(C)中所示的那样,在冲裁构件111的端部以外的部分,例如按照沿一方向延伸的方式形成两个第1露出部区域 22A和被两个第1露出部区域22A夹持的第2镀覆部区域24A。之后,也可以将冲裁构件111的第2镀覆部区域24A切断,如图37(D)中所示的那样,在各冲裁构件111的端部形成第1露出部22,和在比第1露出部22 更靠冲裁构件111的端缘侧、且包含冲裁构件111的端缘的区域形成第2 镀覆部24。通过以上的工序,制造两块钢板100。
接着,准备至少一块在端部形成有本申请的第1露出部22及第2镀覆部24的钢板100。另外,例如,形成有第1露出部22及第2镀覆部24的钢板100例如可以准备一块,也可以准备两块。在准备一块形成有第1露出部22及第2镀覆部24的钢板100的情况下,对焊的另一块钢板也可以是未形成第2镀覆部24而仅形成有第1露出部22的钢板。另外,对焊的另一块钢板也可以是热压后的抗拉强度成为400~2700MPa的锌系镀覆钢板(锌、锌-铁、锌-镍、锌-镁)。锌系镀覆钢板优选未形成第1露出部22 而进行焊接。
接着,在将具有形成于钢板100的第1露出部22及第2镀覆部24的端部对接的状态下进行钢板的对焊,得到拼焊坯料。例如,也可以在将具有第1露出部22及第2镀覆部24的端部彼此对接的状态下进行钢板的对焊,也可以在将具有第1露出部22及第2镀覆部24的端部与仅具有第1 露出部22的端部对接的状态下进行钢板的对焊。
接着,用加热炉将拼焊坯料加热。
接着,通过上模及下模这一对模具,将加热后的拼焊坯料压制,进行成型及淬火。
然后,通过将拼焊坯料从模具取下,得到作为目标的热压成型品。
热压成型品例如除了对于在汽车车体等各种汽车构件中的应用是有用的,对于在产业机械的各种构件中的应用也是有用的。
<钢管>
本申请的钢管具备第3焊接金属部和第3钢板(第3对焊用钢板),所述第3钢板形成为周向的两个端部相互相对的开口管状,两个端部彼此介由第3焊接金属部而连接。在本申请的钢管中,第3钢板的两个端部各自具备第1镀覆部26和第1露出部22。在第1镀覆部26中,在母材钢板12 的两表面上从母材钢板12侧起依次设置有金属间化合物层16、铝镀层14。在第1露出部22中,母材钢板12露出。这里,将从第1镀覆部26朝向第 3焊接金属的方向设为第2方向F3。
在本申请的钢管中,在周向上依次配置第1镀覆部26、第1露出部22、第3焊接金属部。
本申请的钢管是利用本申请的钢板100得到的开口管的端部彼此被焊接而成的钢管。但是,在开口管被焊接时,钢板100的第2镀覆部24的全部被并入第3焊接金属部中。
即,钢管通过将本申请的钢板100制成开口管、在将具有第1露出部 22和位于比第1露出部22更靠钢板100的端缘侧的第2镀覆部24的端部的端面彼此对接的状态下进行焊接而获得。即,钢管具有至少一个焊接金属部(即,将由钢板100形成的开口管的两端部接合的第3焊接金属部),在与焊接金属部邻接的利用本申请的钢板100得到的管状体的两面具有母材钢板12露出的第1露出部22。
关于在与焊接金属部邻接的部分具有母材钢板12露出的第1露出部22 的结构,拼焊坯料及中空状淬火成型品也同样地具备。
图7中所示的钢管310例如如以下那样操作来制造。
准备一块图8中所示的本申请的钢板104。在该钢板104中,在第1 端部(端部)104A处设置有未图示的第1露出部和第2镀覆部。在钢板104 中,在与第1端部104A相反侧的第2端部(端部)104B处设置有未图示的第1露出部和第2镀覆部。另外,在图8中,以影线来表示第1端部104A 及第2端部104B。
如图9中所示的那样,将该一块钢板104成型为管状而制成开口管311。之后,在所得到的开口管311中,在将第1端部104A的端面与第2端部 104B的端面对接的状态下进行对焊,制造图7中所示的钢管310。
第3焊接金属部312的铝浓度比钢板104的母材钢板12的铝浓度高。
另外,形成于开口管311的两端部104A、104B之间的第3焊接金属部312中含有的铝浓度为0.065质量%~1质量%较佳。
若铝浓度为该范围,则可有效地得到优异的涂装后耐蚀性,可抑制第3 焊接金属部312的断裂。
另外,可抑制第3焊接金属部312的疲劳强度的降低。从这点考虑,第3焊接金属部312中含有的铝浓度的上限优选为1质量%,进而0.8质量%较佳,进一步0.4质量%较佳。第3焊接金属部312中含有的铝浓度的下限为0.08质量%较佳,进而0.1质量%较佳。
另外,第3焊接金属部312的铝浓度为平均浓度。
在本申请的钢管310中,第3焊接金属部312中含有的铝浓度比钢板 104的母材钢板12的铝浓度高。
钢管的制造方法也可以如下。
准备一块以上的在第1端部设置有第1露出部和第2镀覆部、在第2 端部设置有第1露出部和第2镀覆部的钢板。
在该钢板为一块的情况下,在将具备第1露出部和第2镀覆部的端部与在与第1端部的端面相反侧的端部具备第1露出部和第2镀覆部的第1 钢板的第2端部的端面对接的状态下将它们进行焊接,制成新的钢板(拼焊坯料)。然后,将该新的钢板成型为管状而制成开口管。
之后,在所得到的开口管中,在将未进行焊接的具备第1露出部和第2 镀覆部的第1钢板的第2端部的端面与未进行焊接的具备第1露出部和第2 镀覆部的第2钢板的第1端部的端面对接的状态下将它们进行对焊,制造钢管。
另外,也可以将钢管310的长度方向上的端部彼此对焊来制造更长的钢管。这种情况下,在钢管310中的对焊的端部,可以在钢管310为钢板的状态时形成上述的第1露出部22及第2镀覆部24,也可以在由开口管来制造钢管310时形成上述的第1露出部22及第2镀覆部24。
在由拼焊坯料300来形成钢管的情况下,形成用于形成钢管的拼焊坯料300的两块以上的钢板不限于上述钢板,只要根据目的而组合使用即可。两块以上的钢板的组合例如可列举出与在用于形成上述的拼焊坯料的钢板中说明的同样的钢板的组合。
另外,将钢板或拼焊坯料成型为管状的方法没有特别限定,但例如可以是UOE法、辊式折弯机法等任一方法。
另外,成型为管状后的焊接没有特别限定,例如也可以是激光焊接、等离子体焊接、电阻焊或通过高频感应加热焊接进行焊接的电缝焊接。
<中空状淬火成型品>
本申请的中空状淬火成型品是将本申请的钢管(例如钢管310)进行淬火而生成的。
本申请的中空状淬火成型品沿着第3母材钢板的两表面各自及第4母材钢板的两表面各自按照第3金属间化合物部、第5露出部、第3焊接金属部、第6露出部、第4金属间化合物部的顺序配置有第3金属间化合物部、第5露出部、第3焊接金属部、第6露出部和第4金属间化合物部。
在第3金属间化合物部中,在第3母材钢板的表面上设置有第3金属间化合物层。在第5露出部中,第3母材钢板露出。在第4金属间化合物部中,在第4母材钢板的表面上设置有第4金属间化合物层。在第6露出部中,第4母材钢板露出。
第3母材钢板及第4母材钢板是与淬火之前的钢管中的母材钢板12相对应的钢板。第3金属间化合物部及第4金属间化合物部为与热压成型之前的钢管中的第1镀覆部26相对应的部分。这里,将从第3金属间化合物部朝向第3焊接金属部的方向设为第2方向F3。
第3焊接金属部中含有的铝浓度为0.065质量%~1质量%较佳。另外,第3焊接金属部中含有的铝浓度比第3母材钢板及第4母材钢板的铝浓度高。在第3母材钢板与第4母材钢板的铝浓度不同的情况下,第3焊接金属部中含有的铝浓度比第3母材钢板和第4母材钢板中铝浓度较高的母材钢板的铝浓度高。因此,本申请的中空状淬火成型品的涂装后的耐蚀性优异。
在本申请的中空状淬火成型品中,将第3母材钢板与第4母材钢板连接的焊接金属部(第3焊接金属部)中含有的铝浓度比第3母材钢板及第4 母材钢板各自的铝浓度高。
中空状淬火成型品也可以是由本申请的钢板、或将本申请的钢板对焊而得到的拼焊坯料形成的钢管被淬火而成的中空状的成型品。
即,通过将钢管进行热压成型而得到的中空状淬火成型品具有至少一个焊接金属部(即,将钢板的端部接合的焊接金属部),在与焊接金属部邻接的利用本申请的钢板得到的中空成型体的两面具有母材钢板12露出的第 1露出部22。
中空状淬火成型品例如如以下那样操作而获得。
将使用本申请的钢板100而得到的钢管利用折弯机进行成型。接着,通过加热炉、通电加热、或高频加热进行加热。作为将钢管加热的温度,由于需要设定为奥氏体区域,因此例如设定为850℃~1100℃较佳,进而设定为900℃~1000℃左右的温度较佳。接着,将加热后的钢管通过水冷等冷却,进行淬火。
另外,也可以同时进行成型和淬火。第一个方法被称为三维热弯曲淬火(3DQ:3-dimensional hot bending and Direct Quench),例如通过将钢管进行加热,同时施加载荷而使其变形,之后立即通过水冷等进行冷却,由此来淬火。第二个方法被称为钢管气流成型(STAF:Steel Tube Air Forming),将钢管设置于压制机的模具中后,通过通电加热→高压空气注入→成型→淬火而获得。通过经由这些工序,可得到作为目标的中空状淬火成型品。另外,中空状淬火成型品也可以直接作为部件来使用。另外,也可以根据需要对焊接部利用喷丸、刷光、激光清洗等进行脱氧化皮处理后使用。
作为本申请的中空状淬火成型品的用途,没有特别限定,例如可列举出汽车车体等各种汽车构件、产业机械的各种构件。作为汽车用构件,例如具体而言,可列举出各种支柱;稳定器、门梁、上边梁、缓冲器等加强件类;框架类;臂类等各种部件。
这里,对为了将拼焊坯料300的第1焊接金属部(焊接金属部)中含有的铝浓度设定为0.065质量%~1质量%所需的钢板部的规格进行了估算的一个例子进行说明。
在制造拼焊坯料300时,设定为使用图10中所示的钢板部100’及钢板部200’、或图10中所示的钢板部100’、200’的变形例。
钢板部100’具备在母材钢板12的表面上从母材钢板12侧起依次设置有金属间化合物层16、铝镀层14的第1镀覆部26、母材钢板12露出的第 1露出部22和在母材钢板12的表面上从母材钢板12侧起依次设置有金属间化合物层16、铝镀层14的第2镀覆部24。在第1方向F1上,于母材钢板12的两面上,依次配置有第1镀覆部26、第1露出部22、第2镀覆部 24、钢板部100’的端缘。
钢板部200’具有与钢板部100’的母材钢板12、铝镀层14、金属间化合物层16、第1露出部22、第2镀覆部24及第1镀覆部26同样地构成的母材钢板112、铝镀层114、金属间化合物层116、第1露出部122、第2 镀覆部124及第1镀覆部126。
对仅在钢板部100’、200’的一面形成有第2镀覆部24、124的情况(图 10中所示的从钢板部100’、200’的一面削除了第2镀覆部24、124的方案) 进行了估算。
另外,在仅在一面形成有第2镀覆部24、124的情况下,在其另一个面上从第1镀覆部26、126的端缘至钢板部100’、200’的端缘为止形成有第1露出部22、122(例如与图3同样的方案)。
估算中使用的钢板100的母材钢板12的铝浓度如表1中所示的那样设定为0.03%、0.04%。估算中使用的第1露出部22处的母材钢板的厚度tb 如表1中所示的那样设定为0.8mm、1.2mm、1.6mm、1.8mm、2.3mm。在与第1露出部22的长度方向正交的截面中,形成于钢板100的一面的第2 镀覆部24的面积(图11的由粗线所围成的区域的面积Sa)如表1中所示的那样设定为0.001mm2、0.005mm2、0.01mm2、0.02mm2、0.03mm2、0.04mm2。另外,在测定第2镀覆部24的截面积Sa的情况下,可以使用光学显微镜,利用图像解析软件来求得。关于第2镀覆部24的截面积,在俯视图中将第 1露出部22的长度方向五等分并在5处进行测定,设定为其平均值。在本估算中,以一面的情况进行了估算,但在第2镀覆部24处于钢板100的两面的情况下,将两面的第2镀覆部24的截面积的合计值作为第2镀覆部24 的截面积来处理。
如图12中所示的那样焊接金属部150的宽度设定为1.4mm,露出部 22、122的宽度设定为1.0mm。通过将焊接金属部150的宽度设定为上述的值,钢板100的端部的第2镀覆部24被全部并入焊接金属部150中。将对截面的第2镀覆部24的面积与焊接金属部150的铝浓度的关系进行了估算而得到的结果示于表1及图13中。
Figure BDA0002799060060000581
如图13中所示的那样,若第2镀覆部24的截面积增加则焊接金属部 150所含有的铝浓度也增加。另外,根据母材钢板12的厚度tb的不同而焊接金属部150的铝浓度的增加量不同,母材钢板12的厚度tb越薄则焊接金属部150的铝浓度变得越高。
由该估算结果求出焊接金属部150的铝浓度与第2镀覆部24的截面积Sa的关系。在对焊中使用的两块钢板100的第1露出部22的母材钢板12 的厚度(切削部板厚)tb(mm)及第2镀覆部24的截面积Sa(mm2)相同的情况下,焊接金属部150的铝浓度成为0.065%以上是满足(13)式的情况。
Sa≥8.51×10-4×tb (13)
同样地,焊接金属部150的铝浓度成为1.00%以下是满足(14)式的情况。
Sa≤2.36×10-2×tb (14)
另外,焊接金属部150的铝浓度成为0.40%以下是满足(15)式的情况。
Sa≤8.99×10-3×tb (15)
在对焊中使用的两块钢板的第1露出部22的母材钢板12的厚度tb (mm)、第2镀覆部24的截面积Sa不同的情况下,使用各值的平均值。即,使用两块钢板的各厚度tb的平均值tav(mm)和各第2镀覆部24的截面积的平均值Sav(mm2)。另外,在无第1露出部的情况下,代替厚度 tb,使用钢板的板厚t。
这种情况下,焊接金属部150的铝浓度成为0.065%以上是满足(16) 式的情况。
Sav≥8.51×10-4×tav (16)
同样地,焊接金属部150的铝浓度成为1.00%以下是满足(17)式的情况。
Sav≤2.36×10-2×tav (17)
同样地,焊接金属部150的铝浓度成为0.40%以下是满足(18)式的情况。
Sav≤8.99×10-3×tav (18)
如以上那样,通过基于厚度tb来调整第2镀覆部24的截面积Sa,能够将焊接金属部150所含有的铝浓度设定为0.065质量%~1质量%。
<实施例>
以下,例示出本申请的第1方案的实施例,但本申请并不限定于以下的实施例。
另外,本领域技术人员可以理解,在权利要求书中记载的思想范畴内,显然能够想到各种变更例或修正例,这些当然也属于本申请的技术范围内。
<实施例1>
本实施例中使用的镀覆钢板(对焊用钢板)的母材钢板的化学组成示于表2中。
Figure BDA0002799060060000601
即,根据热压成型(HS)后的镀覆钢板的抗拉强度来改变母材钢板的化学组成。例如,在镀覆钢板的抗拉强度为1800MPa的情况下,C量为 0.30%,Si量为0.20%,Mn量为1.70%,P量为0.009%,S量为0.002%, Cr量为0.23%,Ti量为0.02%,Al量为0.03%,N量为0.003%,B量为 0.0016%。另外,母材钢板的C等以外的剩余部分为Fe及杂质。
在镀覆钢板的抗拉强度为1500MPa的情况下Al量为0.03%,在镀覆钢板的抗拉强度为1300MPa的情况下Al量为0.02%。
使用具有表2中所示的化学组成的母材钢板,准备了按照成为表3中所示的厚度的方式实施了铝镀覆的镀覆钢板。
表3
Figure BDA0002799060060000611
然后,将该镀覆钢板切出,制成一边为10cm的四边形的镀覆钢板。接着,在所准备的镀覆钢板的位于周围的端部的两面的至少一部分中,形成第1露出部和第2镀覆部,制成钢板。
对于一部分镀覆钢板,未进行铝镀层及金属间化合物层的除去。另外,一部分镀覆钢板进行仅铝镀层的除去,仅形成第1露出部,未形成第2镀覆部。进而,一部分镀覆钢板进行铝镀层及金属间化合物层的除去,仅形成第1露出部,未形成第2镀覆部。
第1露出部按照表4中所示的露出部类型,将形成于两面的铝镀层、或铝镀层及金属间化合物层分别除去,使母材钢板露出。
Figure BDA0002799060060000621
/>
第1露出部是按照以测定5个部位而得到的平均值计成为第1露出部的除去宽度成为0.3mm~3.0mm的范围的方式用立铣刀进行切削而形成的。另外,第1露出部在镀覆钢板的端部的两面中,在镀覆钢板4边中的仅1边除去包含镀覆钢板的端边的区域以外遍及全长10cm而形成。
第2镀覆部在形成第1露出部的同时,按照表4中所示的第2镀覆部类型,在比第1露出部更靠镀覆钢板的端缘侧形成于包含镀覆钢板的端缘的区域。第2镀覆部按照成为表4中所示的第2镀覆部的宽度的方式形成。
接着,如表4中所示的那样,准备两块上述的镀覆钢板(对焊用钢板) (镀覆钢板1及镀覆钢板2),将具有第1露出部和第2镀覆部的端部的端面对接,通过激光焊接而进行对焊,制作了拼焊坯料。焊接按照以激光输出功率3.0kW(千瓦)~5.0kW、焊接速度4.0m/min(米每分钟)~7.0m/min 的条件进行穿透焊接的方式来调整。
将所制作的拼焊坯料在加热至920℃的炉中保持4分钟。之后,用水冷后的模具将拼焊坯料成型,进行淬火,制作了平板的热压成型品。
这里,将实施例No.5的热压成型后的拼焊坯料的截面照片示于图14 中。在图14中所示的拼焊坯料的中央部存在焊接金属部。焊接金属部的维氏硬度为HV420以上。另外,在图14中所示的截面照片中,焊接金属部中所见到的白色部分不是铁素体,而是由于光的反射而看起来发白。
<评价>
(疲劳强度试验及接头静态强度)
从所得到的热冲压成型品,作为抗拉强度试验用的试验片及疲劳强度试验用的试验片,采集具有焊接部的哑铃状的形状的试验片。
试验片设定为平行部距离20mm、平行部的宽度15mm,以在平行部的中央部按照相对于长度方向成为正交方向的方式遍及宽度全长具有焊接线的方式采集。使用该试验片进行了疲劳强度试验及接头静态强度。
作为接头静态强度(以下,表述为静态强度),将载荷除以抗拉强度×母材板厚较小的一侧的截面积而算出。
疲劳强度试验(表述为疲劳极限)使用电磁共振型疲劳强度试验机,在室温大气中以载荷控制轴向力完全脉动拉伸、应力比0.1、应力反复次数 107次、反复速度约80Hz的试验条件来进行。将它们的结果示于表5中。
(涂装后耐蚀性试验)
将上述中得到的热冲压成型品进行化学转化处理后,进行电沉积涂装,进行了涂装后耐蚀性试验。化学转化处理用Nihon Parkerizing株式会社制化学转化处理液PB-SX35T实施。之后,作为电沉积涂料,使用NIPPON PAINT株式会社制阳离子电沉积涂料POWERNIX 110,以电沉积膜厚约 15μm作为目标而对热冲压成型品实施了电沉积涂装。将热冲压成型品进行水洗后,在170℃下加热20分钟而烧结,制作了试验板。试验板的尺寸设定为65mm长度、100mm宽度(在宽度中央部有焊接部。)。
使用该试验板,使用汽车部件外观腐蚀试验JASO M610-92,以经过 360个循环(120天)后的腐蚀状况来评价涂装后耐蚀性。
涂装后耐蚀性的评价以最大腐蚀深度计,对于焊接金属部,利用尖头千分尺按照下述判定基准来进行。
-判定基准-
A:最大腐蚀深度低于0.2mm
D:最大腐蚀深度为0.2mm以上
另外,表2~表4的镀覆钢板的热压成型后的抗拉强度栏及镀覆钢板的厚度栏表示标称抗拉强度及标称的母材钢板的板厚。另外,镀覆钢板表示对母材钢板实施了铝镀覆的钢板。
另外,表4中,露出部类型栏的“A”、“B”及“C”的表述如下。就A而言,形成母材钢板露出的第1露出部。
“A”:将铝镀层及金属间化合物层除去
“B”:将铝镀层除去
“C”:铝镀层及金属间化合物层残留(未除去)
另外,表4中,第2镀覆部类型栏的“-”及“E”的表述如下。
“-”:无第2镀覆部(仅形成第1露出部)。“E”:铝镀层及金属间化合物层残留
表4中,第2镀覆部的宽度是通过已述的方法而测定从镀覆钢板(对焊用钢板)的端缘至第2镀覆部与第1露出部的边界为止的距离而得到的值。
表5中,板厚比栏的数值是在镀覆钢板的对应于第1露出部的位置及第1镀覆部的位置处通过上述的(11)式来求出母材钢板的板厚之比而得到的值。
表5
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表5中,第1焊接金属部的铝浓度是按照已述的方法而测定的值。
如表5中所示的那样,就将铝镀层及金属间化合物层这两层除去、不具有第2镀覆部的编号1及编号2而言,疲劳强度优异。但是,由于第1 焊接金属部部中的铝浓度小,因此涂装后耐蚀性低劣。
就将铝镀层除去、使金属间化合物层残留、不具有母材钢板的第1露出部的编号3而言,虽然涂装后耐蚀性优异,但疲劳强度低劣。
就未除去铝镀层及金属间化合物层的编号4而言,涂装后耐蚀性优异。但是,疲劳强度低劣,进而,静态强度也低劣。
另一方面,如表5中所示的那样,就使用了将铝镀层及金属间化合物层这两层除去而形成露出部、进而在镀覆钢板的端缘于端部形成有第2镀覆部的镀覆钢板的编号5~编号12而言,疲劳强度、涂装后耐蚀性均优异。
(第2方案)
接下来,对于本申请的第2方案在参照图15~图20、图38及图39的同时进行说明,但对于与上述方案同一部位标注同一符号并省略其说明,仅对不同点进行说明。
在以下的说明中,在第1露出部与第2露出部没有区别的情况下,简称为露出部。
在第1方案的钢板中,在包含端缘的区域设置有第2镀覆部,但并不限于此。只要第2镀覆部被设置于端缘侧、处于在对焊时被并入焊接金属部的位置,则第2镀覆部与端缘之间也可以隔开。以下,对在第2镀覆部与钢板的端缘之间设置有第2露出部的第2方案进行说明。
<钢板>
本申请的钢板除了第1方案的钢板100的各构成以外,还在第1方向上,在钢板的端缘100A与第2镀覆部24之间具备母材钢板12露出的第2 露出部。
另外,从上述钢板的端缘至上述第2镀覆部24为止的距离(第2露出部的宽度)优选比从上述第1镀覆部26的端缘至上述第2镀覆部24为止的距离(第1露出部的宽度)小。
图15是表示在本申请的钢板中具有母材钢板的露出部和残留金属间化合物层和铝镀层的第2镀覆部的端部的一个例子的概略截面图。图16是表示在本申请的钢板中具有母材钢板的露出部和残留金属间化合物层和铝镀层的第2镀覆部的端部的另一个例子的概略截面图。另外,图17是表示在本申请的钢板中具有母材钢板的露出部和残留金属间化合物层和铝镀层的第2镀覆部的端部的另一个例子的概略截面图。
在图15~图17中,100C及100D分别表示第2镀覆部24的端缘。100D 表示与位于钢板100的靠端缘100A处的第2露出部23的边界处的第2镀覆部24的端缘。100C表示与位于钢板100的靠中央部(第1镀覆部26) 处的第1露出部22的边界处的第2镀覆部24的端缘。
如图15~图17中所示的那样,本申请的钢板100除了第1方案的钢板 100的各构成以外,还在上述第1方向F1上,在钢板100的端缘100A与第2镀覆部24之间具备母材钢板12露出的第2露出部23。在第1方向F1 上,钢板100的端缘100A与第2露出部23邻接。
第2镀覆部24被夹持而设置于第1露出部22与第2露出部23之间。从钢板100的端缘100A至第2镀覆部24的端缘100D为止的距离(图15 中所示的W2。第1方向F1上的第2露出部23的宽度。以下,也简称为第 2露出部23的宽度)优选比从第1镀覆部26的端缘100B至第2镀覆部24 的端缘100C为止的距离(图15中所示的W1。第1露出部22的宽度)小。即,第2镀覆部24优选按照第1露出部22的宽度与第2露出部23的宽度的关系满足W2<W1的关系(第2露出部23的宽度W2比第1露出部22 的宽度W1小)的方式设置。
在本申请的钢板100中,只要在第1方向F1上在钢板100的端缘100A 与第2镀覆部24之间具备母材钢板12露出的第2露出部23,则端部的方案没有特别限定。就图15中所示的钢板100而言,示出了在端部的两面在大致同样的位置(即,两面中的W1彼此及两面中的W2彼此相同的距离) 设置有第2镀覆部24的方案,但第2镀覆部24也可以分别设置于不同的位置。在图15中所示的钢板100中,也可以是设置于一个面的第2镀覆部 24与设置于另一个面的第2镀覆部24相比设置于钢板100的靠端缘100A 处。
另外,第2镀覆部24也可以以图16或图17中所示的方案来设置。在图16中所示的钢板100中,在端部的一个面上设置有上述的第2镀覆部24 及第1露出部22。其另一方面,在端部的另一个面上,仅形成有第1露出部22。即,对于图16中所示的钢板100,在端部的一个面与图15中所示的钢板100同样地以夹在第1露出部22与第2露出部23之间的方式而形成有第2镀覆部24。另外,在端部的另一个面,在从钢板100的端缘100A 至第1镀覆部26的端缘100B为止的区域整体中形成有第1露出部22。
对于图17中所示的钢板100,在端部的一个面设置有与图15中所示的钢板100同样的第2镀覆部24及第1露出部22。在端部的另一个面,在包含钢板100的端缘100A的区域设置有第2镀覆部24,第2镀覆部24的端缘100D位于钢板100的端缘100A。即,设置于端部的另一个面的第1露出部22设置于从第1镀覆部26的端缘100B至第2镀覆部24的端缘100C 之间。
以上,参照图15~图17对本申请的钢板100进行了说明,但本申请的钢板并不限定于这些。
另外,本申请的钢板100也可以是设置于钢板100的端部的露出部处的母材钢板12的厚度与第1镀覆部26处的母材钢板12的厚度相同。另外,本申请的钢板100也可以是设置于钢板100的端部的露出部处的母材钢板 12的厚度比第1镀覆部26中的母材钢板12的厚度小。
进而,关于第1镀覆部26与第1露出部22的边界,在从截面观察钢板100时,也可以第1镀覆部26的端面朝向厚度方向的外侧倾斜。
<露出部>
露出部形成于钢板100的焊接预定部的端部。而且,如图38中所示的那样,在作为焊接预定部的形成露出部22、23的端部,在两面的至少一部分中设置有上述母材钢板12露出的露出部22、23。露出部22、23在钢板 100的至少一面具有与钢板100的端缘相接地沿着钢板100的端缘而设置的第1露出部22。另外,具有与第2镀覆部24的端缘相接地沿着第2镀覆部 24的端缘而设置的第2露出部23。第2露出部23的宽度W2比第1露出部22的宽度W1短。
另外,在形成露出部的端部具备未设置第2镀覆部24而仅设置有露出部的面的情况下,遍及从钢板100的端部的端缘至第1镀覆部26的端缘 100B为止的总宽度而设置露出部(第1露出部22)(参照图16)。
形成于钢板100的端部的两面的第1露出部22只要如下那样形成即可。即,在将钢板100的端部彼此对焊时在焊接金属部与第1镀覆部26之间形成母材钢板12露出的第1露出部22那样的方案中,在钢板100上形成第1 露出部22。第2镀覆部24以在与钢板100的端缘100A之间形成第2露出部23的方式设置于钢板100的端缘附近。
形成露出部22、23的范围的宽度为0.1mm以上较佳,进而为5.0mm 以下较佳。另外,本申请中,形成露出部的范围的宽度为从钢板100的端部的端缘100A至第1镀覆部26的端缘100B为止的距离(在图15的情况下,表示W1与第2镀覆部24的宽度与W2的合计)。这里,第1露出部 22的端缘100D的位置优选从钢板100的端缘100A起在与F1相反的方向上处于0.9mm以内。更优选第1露出部22的端缘100D的位置为0.5mm 以内。第2露出部23的宽度只要接近0即可,例如可以设定为0.01mm以上。第2露出部23的宽度从疲劳强度提高的观点出发为0.8mm以下较佳。第2露出部23的宽度的优选的范围为0.05mm~0.40mm。
在对焊为激光焊接的情况下,形成露出部22、23的范围的宽度优选为 0.5mm以上,形成露出部的范围的宽度优选为1.5mm以下。通过将形成露出部22、23的范围的宽度设定为0.5mm以上,能够在拼焊坯料的焊接时在焊接金属部的端部不残留铝(焊接金属的端部与铝镀层14不接触)。通过将形成露出部22、23的范围的宽度的宽度设定为1.5mm以下,能够抑制涂装后的耐蚀性的劣化。在对焊为等离子体焊接的情况下,形成露出部的范围的宽度优选为1.0mm以上,形成露出部的范围的宽度优选为4.0mm 以下。通过将形成露出部的范围的宽度设定为0.2mm~4.6mm(平均)的范围,变得容易抑制制成热压成型品时的接头的疲劳强度的降低。
另外,钢板100的端部中的露出部处的母材钢板12的厚度为第1露出部22处的测定值的平均。第1镀覆部26处的母材钢板12的厚度为该区域中的平均厚度。另外,板厚比为平均值。
钢板100的端部中的第1露出部22处的母材钢板12的厚度及钢板100 的中央部中的母材钢板12的厚度可以通过将钢板100沿厚度方向切断,用光学显微镜对所切断的截面进行观察来求出。只要在所切断的截面中,测定第1露出部22处的母材钢板12的厚度及钢板100的中央部处的母材钢板12的厚度即可。
另外,在作为坯料材而应用的钢板100的端部处存在有在设置有第2 露出部的面的相反面与露出部相对地设置有第2镀覆部24的区域的情况下,露出部处的母材钢板12的厚度在除该区域以外的部分进行测定。即,露出部中的母材钢板12的厚度在两面均为在母材钢板12露出的部分测定的平均值。
具体而言,露出部中的母材钢板12的厚度设定为如下那样求得的平均值。露出部中的母材钢板12的厚度在将第1方向F1上的第1露出部22的宽度二等分的位置处由钢板100的截面进行测定。此时,在俯视图中将露出部的长度方向五等分而进行5处测定,求出其平均值。
关于第2镀覆部24的厚度,也与第1方案同样地对于第1露出部22 的长度方向,在将第2镀覆部24的第3方向(X方向)的全长五等分而得到的5个部位的位置处,在将第1方向F1上的第2镀覆部24的宽度二等分的位置处求出第2镀覆部24厚度,将所求值的平均值设定为第2镀覆部 24的厚度。
对于金属间化合物层16的厚度等也同样。
<第2镀覆部>
第2镀覆部24以在第1方向F1上被上述的第1露出部22及第2露出部23夹持的方式设置在钢板100的至少一面中。该第2镀覆部24设置于第2露出部23的宽度W2变得比第1露出部22的宽度W1小的范围内。
钢板100的端部中的至少形成于一面的第2镀覆部24只要在将具有露出部和第2镀覆部24的钢板100的端面彼此对接的状态下进行焊接后,按照在形成为拼焊坯料的焊接金属与钢板100(母材钢板12的露出部)的边界处不存在第2镀覆部24的方式形成即可。即,第2镀覆部24按照在对焊后包含于焊接金属中的方式在钢板100的端缘的附近设置于钢板100的端部的至少设置于一面的第2露出部23与沿着第1镀覆部26的端缘而设置的第1露出部22之间。
焊接金属部的宽度也可以为0.4mm~6mm。在焊接金属部的宽度为 0.4mm的情况下,第2露出部23的宽度与第2镀覆部24的宽度的合计即宽度A1优选为0.04mm以上且低于0.2mm,在将第1露出部22的宽度设为B1时,A1与B1的合计优选为0.5mm以上。在焊接金属部的宽度为1mm 的情况下,宽度A1优选为0.3mm以下,宽度A1与宽度B1的合计优选为 0.8mm以上。在焊接金属部的宽度为2mm的情况下,宽度A1优选为0.8mm 以下,宽度A1与宽度B1的合计优选为1.3mm以上。在焊接金属部的宽度为6mm的情况下,宽度A1优选为0.9mm以下,宽度A1与宽度B1的合计优选为3.3mm以上。
另外,这些宽度的测定方法与后述的露出部的宽度的测定方法同样。
这里,若参照图15,则第2露出部23的宽度W2优选为0.01mm以上。第1露出部22的宽度W1优选为0.1mm以上。
在具有第2露出部的情况下,第2镀覆部24优选设置于从钢板100的端缘100A起至0.9mm为止的范围内。第2镀覆部24更优选设置于从钢板 100的端缘100A起至0.50mm为止的范围内。若第2镀覆部24被设置于该范围内,则第2镀覆部24变得容易在对焊后包含于焊接金属中。另外,通过将第2镀覆部24的存在区域设定为该范围,至少从钢板100的端缘 100A起在第1镀覆部侧超过0.9mm的区域成为第1露出部22。由此,至少能够将对焊后的焊接金属与焊接热影响部之间的表面上设定为不生成硬质的金属间化合物的区域。通过像这样规定第2镀覆部24的存在区域的范围及第1露出部22的位置,变得能够将为了提高焊接金属的耐蚀性所需的 Al供给至焊接金属,并且能够防止在焊接金属与焊接热影响部的边界处生成降低疲劳强度的金属间化合物。第2镀覆部24进一步优选设置于从钢板 100的端缘100A起至0.4mm为止的范围,更进一步优选设置于从钢板100 的端缘100A起至0.3mm为止的范围。
另外,设置于钢板100的端部的第2镀覆部24的宽度优选为下面列举的宽度。在对焊为激光焊接的情况下,第2镀覆部24的宽度优选为0.05mm 以上,第2镀覆部24的宽度优选为0.40mm以下。在用于等离子体焊接的情况下,第2镀覆部24的宽度优选为0.10mm以上,第2镀覆部24的宽度优选为0.60mm以下。
另外,在第2镀覆部24的长度方向的各位置处第2镀覆部24的宽度发生变化的情况下,也可以将第2镀覆部24的宽度规定为第2镀覆部24 的长度方向的各位置处的第2镀覆部24的宽度的最大值。
这里,第1露出部22的宽度为在将第1露出部22的长度方向的全长五等分而得到的5个部位测定第1露出部22的宽度而得到的平均值。同样地,第2露出部23的宽度为在将第1露出部22的长度方向的全长五等分而得到的5个部位测定第2露出部23的宽度而得到的平均值,第2镀覆部 24的宽度为在将第1露出部22的长度方向的全长五等分而得到的5个部位测定第2镀覆部24的宽度而得到的平均值。
第1露出部22的宽度、第2露出部23的宽度及第2镀覆部24的宽度的测定方法如下。
在5个部位采集包含可观察形成于钢板100的端部的露出部22、23及第2镀覆部24的总宽度的截面(例如,在钢板100的俯视观察时沿着第1 方向F1的截面)的测定用试样。测定用试样从将在沿着钢板100的端缘 100A的方向上形成的露出部22、23的长度五等分而得到的5个部位的位置进行采集。接着,按照钢板100的截面露出的方式进行切断。之后,将所切断的测定用试样埋入树脂中,进行研磨,用显微镜将截面放大。然后,对于1个试样,测定从钢板100的端缘100A至第2镀覆部24为止的距离即第2露出部23的宽度及从第2镀覆部24至第1镀覆部26为止的距离即第1露出部22的宽度。另外,对各试样测定第2镀覆部24的两端缘间的距离。
另外,作为形成于预定焊接的端部的第2镀覆部24的宽度的比例,在相对于第2镀覆部24的宽度与露出部的宽度(第1露出部22及第2露出部23的宽度)的合计的值即(第2镀覆部24的宽度/(第2镀覆部24的宽度+露出部的宽度)的百分率为3%~50%的范围内设置较佳。若上述第2 镀覆部24的宽度的比例为该范围,则可抑制疲劳强度的降低,可有效地得到优异的涂装后耐蚀性。第2镀覆部24的宽度的比例的优选的下限为5%。另一方面,第2镀覆部24的宽度的比例的优选的上限为40%,更优选的上限为30%。
本申请的钢板100在钢板100的端部中的两面的至少一部分中具有不仅除去铝镀层14而且也除去金属间化合物层16、且母材钢板12露出的露出部22、23。进而,在设置有露出部22、23的端部中,被两个露出部22、 23夹持地设置有第2镀覆部24。而且,该第2镀覆部24按照第2露出部 23的宽度变得比第1露出部22的宽度小的方式设置。即,本申请的钢板100在母材钢板12露出的露出部22、23处不具有硬质且脆的金属间化合物层16。另外,在本申请的钢板100中,残留有金属间化合物层16和铝镀层 14的第2镀覆部24在钢板100的端缘附近介由第2露出部23而存在于与钢板100的端缘100A之间。
因此,以本申请的钢板100作为坯料材、将本申请的钢板100中的具有露出部和第2镀覆部24的端部的端面对接并焊接而得到的拼焊坯料在焊接金属与钢板100的边界处不具有硬质且脆的金属间化合物层16。在焊接金属部中在第1镀覆部26的端缘100B的附近的部分中不包含金属间化合物层16及铝镀层14的铝。另外,第2镀覆部24被并入对焊后的焊接金属部中(即,第2镀覆部24的铝以适度的量混入到焊接金属部中)。
因此,认为即使是将该拼焊坯料制成热压成型品的情况下,也可抑制接头的疲劳强度的降低。另外,认为通过抑制焊接金属部的表面中氧化皮的产生,从而化学转化处理性提高,通过涂料的附着性提高,即使是在对热压成型品进行涂装之后,焊接金属部的涂装后耐蚀性也优异。
进而,由于在焊接金属部中第1镀覆部26的端缘100B的附近的部分中不易包含金属间化合物层16及铝镀层14的铝,因此能够抑制该部分的焊接金属部软化而焊接金属部的疲劳强度降低。
进而,在本申请的钢板100中,第2镀覆部24在钢板100的端缘100A 附近与钢板100的端缘100A离开地被两个露出部22、23夹持而存在。因此,在将钢板100接合之前的搬送等处理中,第2镀覆部24不易剥离。其结果是,还具有变得容易在焊接金属部中混入适度量的铝的优点。
本申请的钢板100在焊接预定部的端部被母材钢板12的上述的第1露出部22及第2露出部23夹持地形成第2镀覆部24。只要是可抑制焊接金属部的疲劳强度的降低、能够维持涂装后耐蚀性的范围,则在第2镀覆部 24中也包含下述的方案。
例如在将镀覆钢板冲裁而得到成为坯料材的冲裁构件时,有时采用剪切机等切断机构。若利用剪切机进行切断,则有时在包含镀覆钢板的端缘的区域,在一个面产生塌边,在另一个面产生飞边(毛边)。
将产生了塌边及飞边的镀覆钢板的端部通过例如切削而将金属间化合物层及铝镀层除去。此时,通过对产生了飞边的面进行磨削,可以在与镀覆钢板的端缘相接的区域设置第2露出部23。另外,在与产生了飞边的区域相比更靠镀覆钢板的中央部处,可以按照金属间化合物层16和铝镀层14 残留的方式设置第2镀覆部24。进而,在与成为第2镀覆部24的区域相比更靠中央部处可以设置第1露出部22。另一方面,在产生了塌边的部分,在包含镀覆钢板的端缘的区域,可以按照金属间化合物层16和铝镀层14 残留的方式设置第2镀覆部24。在产生了塌边的部分,也可以按照母材钢板12露出的方式将金属间化合物层16及铝镀层14除去。
图18是表示本申请的钢板100中的具有母材钢板12的露出部22、23 和第2镀覆部24的端部的一个例子的截面照片。图18中所示的钢板100 的端部示出了在钢板100的端部中将产生了飞边的面通过切削而除去且形成露出部22、23及第2镀覆部24时的放大照片。
第2露出部23通过按照使母材钢板12露出的方式将产生了飞边的面进行切削来设置。另外,第1露出部22按照使母材钢板12露出的方式进行切削而设置。第2镀覆部24按照形成残留金属间化合物层16和铝镀层 14的第1露出部22的方式进行切削而设置。图18中所示的第2镀覆部24 具有金属间化合物层16和铝镀层14。
通过该第2镀覆部24中所含的铝以适度量混入到焊接金属中,从而焊接金属部的涂装后耐蚀性变得优异。因此,在本申请的钢板100中,也可以将在对产生了飞边的面进行切削时残留在与产生了飞边的部分相比更靠钢板100的中央处的铝镀层14及金属间化合物层16作为第2镀覆部24来有效利用。第2镀覆部24只要以金属间化合物层16和铝镀层14残留的程度进行切削即可。
图19是表示本申请的钢板100中的具有母材钢板12的露出部和第2 镀覆部24的端部的另一个例子的概略放大截面图。图19示意性表示将在端部中的一个面产生了塌边、在另一个面产生了飞边的钢板100的端部进行切削的状态。在产生了塌边的面中,通过在产生了塌边的部分中使金属间化合物层16及铝镀层14残留,从而沿着钢板100的端缘设置有第2镀覆部24。在产生了飞边的面中,通过切削而设置有第1露出部22及第2 镀覆部24。通过产生了飞边的面的切削,形成第2露出部23。另外,在与第2露出部23相比更靠钢板100的中央部处,按照金属间化合物层16及铝镀层14残留的方式形成有第2镀覆部24。进而,在与第2镀覆部24相比更靠钢板的中央部处,形成有第1露出部22。
另外,在图19中所示的钢板100的端部处,在产生了塌边的部分设置有第2镀覆部24,但也可以将产生了塌边的部分的第2镀覆部24进行切削而使母材钢板12露出。另外,图19中所示的设置于两面的第2镀覆部24 残留有金属间化合物层16及铝镀层14这两层。
作为在镀覆钢板(对焊用钢板)的端部中的两面的至少一部分中形成露出部及第2镀覆部24的优选的方法的一个例子,例如可列举出下面的方法。
该方法是进行下述工序的方法(设为形成法C):在上述镀覆钢板的端部中的两面的至少一部分中,将形成于母材钢板12上的金属间化合物层16 及铝镀层14通过切削而除去,设置母材钢板12露出的露出部和残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24。
在上述工序中,在设置有露出部的端部中,在镀覆钢板的两面,作为露出部,与镀覆钢板的端缘相接地形成沿着镀覆钢板的端缘的第2露出部 23,与第1镀覆部26的端缘相接地形成沿着第1镀覆部26的端缘的第1 露出部22。在进行上述工序时,优选使从镀覆钢板的端缘至第2镀覆部24 为止的距离比从第1镀覆部26的端缘至第2镀覆部24为止的距离小。
形成法C例如是如以下那样操作在镀覆钢板的端部形成露出部和第2 镀覆部24的方法。首先,作为形成钢板之前的镀覆钢板(坯料材),准备切断成期望的大小的镀覆钢板。接着,对于切断后的镀覆钢板的端部中的两面的至少一部分,通过切削将形成于母材钢板12的两面上的铝镀层14 及金属间化合物层16除去。然后,在镀覆钢板的端部处,沿着镀覆钢板的端缘,形成母材钢板12露出的第2露出部23。此时,与镀覆钢板的端部中的沿着端缘而设置的第2露出部23相邻地形成第2镀覆部24。进而,与该第2镀覆部24相邻地,沿着第1镀覆部26的端缘形成第1露出部22。第 2镀覆部24按照第2露出部23的宽度变得比第1露出部22的宽度小的方式形成。
只要在钢板100的端部中的两面的至少一部分中形成上述的露出部 22、23及第2镀覆部24,则在端部形成露出部22、23及第2镀覆部24的顺序并不限定于上述的形成法C。
作为在镀覆钢板的端部中的两面的至少一部分中形成上述的露出部 22、23及第2镀覆部24的其他优选的方法的一个例子,例如可列举出下面的方法。
该方法是进行下述工序的方法(设为形成法D):在镀覆钢板中的两面的至少一部分中,将形成于母材钢板12上的铝镀层14及金属间化合物层 16通过切削而除去,设置母材钢板12露出的露出部、残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24和第1镀覆部26。
在上述工序中,进行第1工序和第2工序。
如图39(A)中所示的那样,在上述第1工序中,在设置有第1镀覆部26及露出部22、23的成为端部的部位中,在镀覆钢板101的至少一面,依次形成成为第1露出部22的第1露出部区域22A,与第1露出部区域22A 邻接地形成成为第2镀覆部24的第2镀覆部区域24A,与第2镀覆部区域 24A邻接地形成成为第2露出部23的第2露出部区域23A,与第2露出部区域23A邻接地形成成为第2镀覆部24的第2镀覆部区域24B,与第2 镀覆部区域24B邻接地形成成为第1露出部22的第1露出部区域22B。
在上述第2工序中,如图39(B)中所示的那样,通过将镀覆钢板100 在第2露出部区域23A进行切断,形成沿着第1镀覆部26的端缘的第1 露出部22、沿着镀覆钢板101的端缘的第2露出部23及被露出部22、23 夹持的第2镀覆部24。通过以上的工序,制造两块钢板100。
另外,在上述第2工序中,优选使从镀覆钢板101的端缘至第2镀覆部24为止的距离比从第1镀覆部26的端缘至第2镀覆部24为止的距离小。
形成法D例如具体而言为下述的方法。首先,实施冲裁加工,准备切断成期望的大小的镀覆钢板101(坯料材)。接着,对于所切断的镀覆钢板 101,将形成于母材钢板12上的铝镀层14及金属间化合物层16通过切削而除去,形成露出了母材钢板12的露出部区域。露出部区域在第1镀覆部 26以外的区域例如按照沿一方向延伸的方式介由第2镀覆部24而形成三个。该三个露出部区域包含成为第1露出部22的露出部区域和成为第2露出部23的露出部区域。在被这三个露出部区域夹持的区域,残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24的区域按照与成为第1露出部22 的露出部区域及成为第1露出部22的露出部区域彼此相邻的方式形成两个。然后,在成为第2露出部23的露出部区域(即,位于三个露出部区域的中央的露出部区域)切断,成为两块镀覆钢板(坯料材)。对于成为第2 露出部23的露出部区域,作为切断后的镀覆钢板而按照第2露出部23沿着镀覆钢板的端缘的方式被切断。然后,所得到的镀覆钢板成为形成拼焊坯料之前的钢板。
在形成法D的情况下,成为第2露出部23的露出部区域的宽度为 0.05mm~12mm较佳,优选为0.2mm~10mm。另外,将成为第2露出部 23的露出部区域切断的位置可以按照成为目标宽度的方式在露出部区域的中央线附近的位置处切断,也可以在中央线附近以外的位置处切断。另外,露出了母材钢板12的露出部区域的宽度只要按照成为目标宽度的方式通过切削而除去即可。
另外,通过上述的形成法C及形成法D而形成的第1露出部22、第2 露出部23及第2镀覆部24的合计的宽度比熔融区域(焊接金属部)的宽度的一半大1.1倍以上较佳。由此,能够防止熔融区域与第1镀覆部26相接触。
另外,形成拼焊坯料之前的钢板100中的第2镀覆部24的宽度按照成为被包含于钢板100对焊后的熔融区域中的宽度的方式形成。
若为这些范围,则由于铝以适度的量混入到将钢板100对焊后的焊接金属部中,因此涂装后耐蚀性变得优异,并且(静态)抗拉强度的降低也得以抑制。另外,由于在焊接金属部与钢板100的边界处不具有硬质且脆的金属间化合物层16,因此可抑制热压成型后的钢板100的疲劳强度的降低。
<拼焊坯料>
图20是表示本申请的拼焊坯料的一个例子的概略截面图。
本申请的拼焊坯料300具备第1焊接金属部、和介由第1焊接金属部而连接的至少两个钢板部。至少两个钢板部各自表示将本申请的钢板(对焊用钢板)对焊、结果对应于该钢板的部分。详细而言,至少两个钢板部各自具备在母材钢板12的表面上从母材钢板12侧起依次设置有金属间化合物层16、铝镀层14的第1镀覆部26、和母材钢板12露出的第1露出部 22。在本申请的拼焊坯料中,在第2方向F3上,按照第1镀覆部26、第1 露出部22、第1焊接金属部的顺序在同一面上配置有第1镀覆部26、第1 露出部22、第1焊接金属部。
图20中所示的拼焊坯料300是将本申请的钢板110及本申请的钢板 120的焊接预定部的端部对焊而形成的。拼焊坯料300是将钢板110与板厚比钢板110小的钢板120通过第1焊接金属部150而接合。另外,拼焊坯料300与第1焊接金属部150邻接地具有第1露出部22,与第1露出部22 的远离第1焊接金属部150的一侧邻接地具有钢板110、120的第1镀覆部26。在钢板110及钢板120的焊接预定部的端部中设置的第2镀覆部24通过对焊被并入第1焊接金属部150中,从钢板110、120的端部消失。
优选钢板110、120的对接的端部中的全部的第2镀覆部24被并入(包含于)第1焊接金属部150中。
<热压成型品>
在第2方案中,在制造热压成型品时与第1方案的不同点如下。
对在母材钢板12的两面实施了铝镀覆的镀覆钢板实施冲裁加工而得到冲裁构件后,进行以下的工序。
在镀覆钢板的端部的两面的至少一部分中,将铝镀层14及金属间化合物层16除去而形成母材钢板12的露出部。此时,在镀覆钢板的端部中的至少一面,形成沿着镀覆钢板的端部的端缘而设置的第2露出部23、沿着第1镀覆部26的端缘而设置的第1露出部22和被这两个露出部22、23夹持地设置于镀覆钢板的端缘附近的第2镀覆部24,得到本申请的钢板100。
这里,形成于镀覆钢板的端部的露出部22、23及第2镀覆部24也可以在将镀覆钢板卷取成卷材状后,以拉出卷成卷材状的镀覆钢板的状态形成。这种情况下,在形成露出部后,按照在镀覆钢板的端部具有露出部及第2镀覆部24的方式实施冲裁加工,得到冲裁构件。
另外,形成于镀覆钢板的端部的露出部及第2镀覆部24也可以通过将卷成卷材状的镀覆钢板拉出,对所拉出的镀覆钢板实施冲裁加工,形成冲裁构件后形成。这种情况下,也可以在冲裁构件的端部形成露出部及第2 镀覆部24。另外,在冲裁构件的端部以外的部分,例如按照沿一方向延伸的方式朝向镀覆钢板的宽度方向依次形成成为第1露出部22的露出区域 A、成为第2镀覆部24的第1残留区域、成为第2露出部23的露出区域B、成为第2镀覆部24的第2残留区域、成为第1露出部22的露出区域C。之后,在成为第2露出部23的露出区域B进行切断,也可以得到本申请的钢板100。
另外,对于第2方案的钢板100,也可以应用第1方案中说明的为了将拼焊坯料的第1焊接金属部中含有的铝浓度设定为0.065质量%~1质量%所需的钢板的规格的想法。
<实施例>
以下,例示出本申请的第2方案的实施例,但本申请并不限定于以下的实施例。
<实施例2>
首先,使用具有上述的表2中所示的化学组成的母材钢板,准备按照成为表6中所示的厚度的方式实施了铝镀覆的镀覆钢板。
表6
Figure BDA0002799060060000791
然后,将该镀覆钢板切出,制成一边为10cm的四边形的镀覆钢板(坯料材)。接着,在所准备的镀覆钢板的焊接预定部的端部中的两面的至少一部分中形成露出部和第2镀覆部。
一部分镀覆钢板进行铝镀层及金属间化合物层的除去,仅形成露出部,未形成第2镀覆部。
露出部按照表7中所示的露出部类型,将形成于两面的铝镀层及金属间化合物层分别除去而使母材钢板露出。
Figure BDA0002799060060000801
露出部用立铣刀进行切削而形成。另外,露出部在镀覆钢板的端部的两面中,在镀覆钢板4边中的仅1边将包含镀覆钢板的端缘的区域除去并遍及全长10cm而形成。露出部的宽度成为从镀覆钢板的端缘至第2镀覆部为止的距离与从第1镀覆部的端缘至第2镀覆部为止的距离的合计。另外,表7中所示的编号1不存在第2镀覆部。即,编号1中的“从第1镀覆部端缘至第2镀覆部为止的距离(mm)”栏的数值表示从第1镀覆部以外的区域的端缘至镀覆钢板的端部的端缘为止的距离。
第2镀覆部在形成露出部的同时,按照表7中所示的第2镀覆部类型,与镀覆钢板的端缘离开地形成于被两个露出部夹持的区域。第2镀覆部按照成为表7中所示的第2镀覆部的宽度的方式形成。
接着,如表7中所示的那样,准备两块上述的镀覆钢板(对焊用钢板) (镀覆钢板1及镀覆钢板2),将焊接预定部的端部的端面对接,通过激光焊接进行对焊,制作了拼焊坯料。焊接按照以激光输出功率为3.0kW~ 5.0kW、焊接速度为4.0m/min~7.0m/min的条件进行穿透焊接的方式调整。
将所制作的拼焊坯料在加热至920℃的炉中保持4分钟后,用水冷后的模具成型,进行淬火,制作了平板的热冲压成型品。
这里,将镀覆钢板1及镀覆钢板2接合的焊接金属的维氏硬度为HV450 以上。
<评价>
(疲劳强度试验及接头静态强度)
与第1方案的实施例1同样地进行了试验。将试验结果示于表8中。
表8
Figure BDA0002799060060000821
(涂装后耐蚀性试验)
与第1方案的实施例1同样地进行了试验。判定基准与实施例1同样。
另外,表6及表7的镀覆钢板表示对母材钢板实施了铝镀覆的钢板。
表7中,露出部类型栏的“A”、“B”及“C”的表述及第2镀覆部类型栏的“-”及“E”的表述与实施例1同样。
表7中,“从镀覆钢板端缘至第2镀覆部为止的距离”、“第2镀覆部的宽度”及“从第1镀覆部端缘至第2镀覆部为止的距离”是通过已述的方法而测定的值。在未形成第2镀覆部的面中,“从第1镀覆部端缘至第2镀覆部为止的距离”栏中记载的数值表示从第1镀覆部端缘至镀覆钢板端缘为止的距离。
表8中,板厚比栏的数值是在镀覆钢板的对应于第1露出部的位置及对应于第1镀覆部的位置由(29)式求出母材钢板的板厚之比而得到的值。各个厚度是通过已述的方法而测定的值。
板厚比=(第1露出部处的母材钢板的厚度:tb)/(镀覆钢板的端部以外的母材钢板的厚度:ta)(29)
表8中,第1焊接金属部的铝浓度是按照已述的方法而测定的值。
如表8中所示的那样,将铝镀层及金属间化合物层这两层除去、不具有第2镀覆部的编号1由于第1焊接金属部的铝浓度小,因此涂装后耐蚀性低劣。
另一方面,如表8中所示的那样,使用了将铝镀层及金属间化合物层这两层除去而形成露出部、进而在镀覆钢板的端缘的附近被两个露出部夹持地形成有第2镀覆部的钢板的编号2~编号9的疲劳强度、涂装后耐蚀性均优异。
(第3方案)
接着,对于本申请的第3方案在参照图21~图33的同时进行说明,对于与上述方案同一部位标注同一符号并省略其说明,仅对不同点进行说明。
<拼焊坯料>
如图21中所示的那样,通过本申请的拼焊坯料的制造方法而制造的拼焊坯料300是将两块钢板100、200以夹持着形成于钢板100、200之间的第1焊接金属部150的方式进行对焊而构成的。
以下,首先,对图22中所示的对焊之前的钢板100的构成进行说明。
<钢板>
本申请的钢板100的方案与第1方案中的钢板100的方案相同。
铝镀层14分别设置于母材钢板12的第1面及与第1面相反侧的第2 面。金属间化合物层16形成于母材钢板12的第1面与设置于该第1面的铝镀层14之间。进而,金属间化合物层16形成于母材钢板12的与第1面相反的第2面与设置于该第2面的铝镀层14之间。
另外,将铝镀层14中的母材钢板12的每一面(1层)的厚度设为a(μm) (微米)。将金属间化合物层16中的母材钢板12的每一面(1层)的厚度设为b(μm)。
在如以上那样构成的钢板100中,若参照图22,则在位于钢板100的周围的端部的两面形成有母材钢板12露出的第1露出部22。在比第1露出部22更靠钢板100的中央部侧,具有在母材钢板12上设置有金属间化合物层16及铝镀层14的第1镀覆部26。在位于钢板100的周围的端部的至少一面,在比第1露出部22更靠钢板100的端缘100A侧,形成有残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24。
在该例子中,在第2镀覆部24中残留有铝镀层14及金属间化合物层 16。在该例子中,第2镀覆部24形成于钢板100的端部的一面,但第2镀覆部24也可以分别形成于钢板100的端部的两面。
若参照图22,则钢板200具有与钢板100的母材钢板12、铝镀层14、金属间化合物层16同样地构成的母材钢板112、铝镀层114、金属间化合物层116。
在该例子中,母材钢板112与母材钢板12仅厚度不同。另外,母材钢板112与母材钢板12也可以为彼此相同的厚度。
在位于钢板200的周围的端部的两面形成有母材钢板112露出的第1 露出部122。在位于钢板200的周围的端部的一面,在比第1露出部122 更靠钢板200的端缘侧,形成有残留有铝镀层114及金属间化合物层116 第2镀覆部124。在比第1露出部122更靠钢板200的中央部侧,具有在母材钢板112上设置有金属间化合物层116及铝镀层114的第1镀覆部126。
<第1焊接金属部>
第1焊接金属部是在将两块钢板对焊时两块钢板的端部熔融、凝固而形成的。第1焊接金属部中含有的铝浓度优选为0.065质量%~1质量%。
<拼焊坯料的制造方法>
接着,对在镀覆钢板上形成第1露出部22、122及第2镀覆部24、124 来制造钢板100、200、进而将钢板100、200彼此对焊来制造拼焊坯料300 的本申请的拼焊坯料的制造方法进行说明。图23是表示本申请的拼焊坯料的制造方法S10的流程图。
另外,在本申请中,对使用了本申请的两块钢板的拼焊坯料的制造方法S10进行说明,但拼焊坯料的制造方法中使用的焊接用钢板也可以为三块以上。而且,在两块以上的焊接用钢板中,只要使用至少一块通过本申请的钢板的制造方法而制造的钢板即可。
首先,在钢板制造工序(对焊用钢板的制造方法)(图23中所示的步骤S11)中,进行镀覆钢板制造工序S12。在镀覆钢板制造工序S12中,制造图24中所示的镀覆钢板101。在镀覆钢板制造工序S12中,通过公知的方法,制造在母材钢板12的各表面上从母材钢板12侧起依次设置有金属间化合物层16、铝镀层14的镀覆钢板101。镀覆钢板101相对于上述的钢板100未形成第1露出部22及第2镀覆部24。
这里,将镀覆钢板101的厚度设为tμm。另外,镀覆钢板101的厚度与图22中所示的钢板100的第1镀覆部26中的厚度相等。
若镀覆钢板制造工序S12结束,则移行至步骤S14的除去工序S14。另外,除去工序S14是将铝镀层14及金属间化合物层16机械地除去的工序。
接着,在除去工序S14中,进行低部形成工序S15。
在低部形成工序S15中,如图25中所示的那样,将镀覆钢板101切断而使镀覆钢板101的一部分发生变形,在镀覆钢板101的母材钢板12的表面形成低部区域R2。低部区域R2形成于母材钢板12的端缘。
这里,规定第1方向F1。第1方向F1为与镀覆钢板101的厚度方向垂直且俯视时从镀覆钢板101的中央部朝向镀覆钢板101的一端缘的方向。该第1方向F1与镀覆钢板101被加工而成为钢板100时的钢板100的上述第1方向F1一致。这里所谓的低部区域R2是指与使母材钢板12中的在切断时未变形的部分(例如第1露出部22)的表面沿第1方向F1延长而得到的假想面T1相比在厚度方向上位于母材钢板12的内部侧的铝镀层14及金属间化合物层16的区域。另外,若以与厚度方向垂直的截面来观察假想面T1则成为假想线。
在该例子中,在低部形成工序S15中,通过作为机械方法的剪切加工 (剪切加工)将镀覆钢板101切断,在镀覆钢板101上形成低部区域R2。另外,代替剪切加工,也可以使用冲切加工(冲裁加工)在镀覆钢板101 上形成低部区域R2。这里所谓的机械方法是指使工具与镀覆钢板101直接相接触、并通过所接触的工具对镀覆钢板101进行加工的方法。
在低部形成工序S15中,具体而言,如图24中所示的那样,在剪切装置400的支撑台401的上表面401a上放置镀覆钢板101。上表面401a平坦且按照沿着水平面的方式配置。此时,镀覆钢板101的端部按照从支撑台 401突出的方式配置。
剪切装置400的刃部402在比支撑台401的上表面401a更靠上方从支撑台401沿着上表面401a空开一定的间隔S而配置。
使刃部402朝向下方移动,如图25中所示的那样,若将镀覆钢板101 沿镀覆钢板101的厚度方向切断,则镀覆钢板101的端部被切断。此时,在镀覆钢板101的第1面101A上形成作为塌边的低部区域R2。在镀覆钢板101的下方的面上形成作为飞边(毛边)的突出部38。
这里,将低部区域R2的最深的低部深度设为x(μm)。低部深度x表示从假想面T1至低部区域R2中的母材钢板12的表面为止的距离(的最大值)。另外,低部深度x可以通过公知的激光轮廓仪等进行测定。
将表示在本申请的镀覆钢板101上形成有低部区域R2的状态的一个例子的截面照片示于图26中。
低部区域R2形成于从镀覆钢板101的端缘起至沿着第1面101A的 0.79mm的范围。低部深度x为178μm。
另外,有时通过调节镀覆钢板101的材质、间隔S等,在形成突出部38的同时,如图25中以双点划线表示的那样镀覆钢板101的下表面发生变形,形成低部区域R3。另外,双点划线表示镀覆钢板101的下表面的形状。
这种情况下,在低部形成工序S15中,分别在镀覆钢板101的上表面形成低部区域R2,在下表面形成低部区域R3。例如,认为低部区域R3通过在形成突出部38时形成镀覆钢板101的材料通过镀覆钢板101的刚性被拉至突出部38侧而形成。
若低部形成工序S15结束,则移行至步骤S17。
接着,在切削工序(削除工序)S17中,使用作为机械方法的切削加工将镀覆钢板101进行切削,形成第1露出部22及第2镀覆部24来制造钢板100。在本申请中,在切削加工中使用立铣刀,至少将与假想面T1相比存在于厚度方向上的镀覆钢板101的外侧的铝镀层14及金属间化合物层 16通过立铣刀进行切削而除去。使绕着轴线旋转的立铣刀的刃与镀覆钢板101直接接触,将镀覆钢板101进行切削。
对于切削加工S17,除了立铣刀以外,例如使用刨刀、立铣刀、金工锯等。另外,在削除工序中,也可以将铝镀层14及金属间化合物层16进行磨削而除去。对于磨削,使用磨石、研磨机等。
在切削工序S17中,对从镀覆钢板101的端缘至朝向与第1方向F1相反的方向超过低部区域R2的超越位置P为止的区域R5进行切削。超越位置P是在后面的工序中成为第1镀覆部26的端缘100B的位置,低部区域 R2与超越位置P之间的范围成为第1露出部22。此时,对镀覆钢板101 的区域R5进行切削的深度恒定。由此,可抑制切削所需的制造成本。另外,区域R5内低部区域R2上的铝镀层14及金属间化合物层16也可以不进行切削。
对镀覆钢板101进行切削的深度低于铝镀层14的厚度a、金属间化合物层16的厚度b及低部深度x的合计的值。即,按照至少使位于低部区域 R2的金属间化合物层16和铝镀层14的一部分残留的方式进行切削。
如图22中所示的那样,在切削工序S14中,将对镀覆钢板101的每一面的铝镀层14及金属间化合物层16进行切削的镀覆钢板101的厚度方向的深度(长度)设为yμm。
通过上述切削,如图22中所示的那样,在第1方向F1上在低部区域 R2与超越位置P之间,母材钢板12露出到外部而形成第1露出部22。在比第1露出部22更靠镀覆钢板101的端缘侧且低部区域R2上,形成残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24。在第1方向F1上,于母材钢板12的至少一个表面上按照第1镀覆部26、第1露出部22、第2 镀覆部24、镀覆钢板101的端缘的顺序配置第1镀覆部26、第1露出部22、第2镀覆部24、镀覆钢板101的端缘。在第1方向F1上,在母材钢板12 的另一个表面上,按照第1镀覆部26、第1露出部22、镀覆钢板101的端缘的顺序至少配置第1镀覆部26、第1露出部22、镀覆钢板101的端缘。
通过利用上述切削在镀覆钢板101上形成第1露出部22及第2镀覆部 24,从而制造钢板100。
另外,也可以在第1方向上在母材钢板12的另一个表面上依次配置第 1镀覆部26、第1露出部22、第2镀覆部24、镀覆钢板的端缘。
在钢板100中,也可以使与形成有第1露出部22及第2镀覆部24的部分相对应的母材钢板12的厚度比与未形成第1露出部22及第2镀覆部 24的部分相对应的母材钢板12的厚度薄。
将表示在本申请的钢板100上形成有第1露出部22及第2镀覆部24 的状态的一个例子的截面照片示于图27中。
在该例子中,如图22中所示的那样,在钢板100的与第1面101A相反侧的第2面101C上也形成有第1露出部22。
这里,将从钢板100的端缘100A至端缘100C为止的距离(第2镀覆部24的宽度)设为Mμm。将第1镀覆部26与第2镀覆部24的距离(第1 露出部22的宽度)设为Nμm。
例如若低部深度x超过铝镀层14的厚度a,则铝镀层14残留在第2 镀覆部24上。
即,在未形成低部区域R2的区域中想要除去铝镀层14的情况下,将镀覆钢板101的第1面101A以该铝镀层14的厚度量平面地通过机械方法而除去。在切削的深度y超过铝镀层14的厚度a的情况下,可以通过上述机械方法在未形成低部区域R2的区域中将铝镀层14除去。然而,在形成有低部区域R2的区域中,与未形成低部区域R2的区域相比,结果成为铝镀层14的位置在厚度方向上逃到低部区域R2的深度的状态。因此,如上所述铝镀层14残留在低部区域R2上。
此时,优选满足(31)式~(36)式。
9≤a+b<60 (31)
2%≤(x/t)≤15% (32)
a+b<y (33)
(y/t)≤7% (34)
N≥200 (35)
M≤1300 (36)
关于(31)式,通过(a+b)的值为10以上,能够对母材钢板12的面充分地进行镀覆,确保母材钢板12的涂装后耐蚀性。另外,通过(a+b) 的值低于50,能够抑制铝镀层14及金属间化合物层16变得过厚。
通过满足(32)式,能够将第2镀覆部24中所含的铝的量调节为适宜的范围。通过底部深度与板厚之比(x/t)的值为2%以上,能够抑制低部深度x变大而第2镀覆部24被配置到第1镀覆部26的端缘100B的附近。
通过满足(33)式,以超过铝镀层14的厚度a及金属间化合物层16 的厚度b的合计的厚度方向的长度y进行切削,能够在钢板100上更可靠地形成第1露出部22。
通过满足(34)式,能够抑制在将铝镀层14等进行切削时钢板100变得过薄而钢板100的强度降低。
另外,关于(35)式及(36)式,在后述的对焊工序S21中进行说明。
另外,在切削工序S17中,从镀覆钢板101的第2面101C侧起,一边使切削到达点的厚度方向的位置不从图22中所示的假想面T2上发生变化地沿着假想面T2移动一边进行切削。由此,与假想面T2相比在位于厚度方向内侧的低部区域R3中形成的金属间化合物层16和铝镀层14作为第2 镀覆部24而残留。此时,作为飞边的突出部38的一部分被切削,成为第2 露出部23。
若进行切削工序S17,则可制造形成有第1露出部22及第2镀覆部24 的钢板100。
即,在镀覆钢板101中,通过将铝镀层14及金属间化合物层16的一部分除去,从而形成露出了母材钢板12的第1露出部22、在母材钢板12 的表面上从母材钢板12侧起依次残留有金属间化合物层16、铝镀层14的第1镀覆部26、和在母材钢板12的表面上残留有金属间化合物层16和铝镀层14的第2镀覆部24。在该例子中,第2镀覆部24按照在母材钢板12 的表面上从母材钢板12侧起依次残留金属间化合物层16、铝镀层14的方式形成。
由此,制造钢板100。
在钢板100中,在第1方向F1上,依次在同一面上配置第1镀覆部 26、第1露出部22、第2镀覆部24、钢板100的端缘100A。
将表示在本申请的钢板100中通过飞边而形成有第2镀覆部24的状态的一个例子的截面照片示于图28中。相对于第2镀覆部24在与第1方向 F1相反的方向上形成有第1露出部22。
若切削工序S17结束,则除去工序S14结束,进而钢板制造工序S11 结束,移行至步骤S21。像这样,在钢板制造工序S11中,至少使用剪切加工及切削加工这样的机械方法,形成第1露出部22及第2镀覆部24。
另外,同样地,也可以在镀覆钢板101的端部的两面形成第1露出部 22、第2镀覆部24及第2露出部23。
接着,在对焊工序S21中,通过与钢板制造工序S11同样的工序来制造钢板200。
如图22中所示的那样,在焊接台410的上表面410a上将钢板100、200 的端部彼此配置成对接的状态。此时,介由具有钢板100的第1露出部22 和第2镀覆部24的钢板100的端缘100A及具有钢板200的第1露出部122 和第2镀覆部124的钢板200的端缘,将钢板100、200配置成对接的状态。由于焊接台410的上表面410a平坦,因此钢板100、200按照彼此的下表面彼此成为同一高度的方式配置。
例如使用公知的激光焊接装置(未图示),进行钢板100、200的端部的对焊。由此,如图21中所示的那样在钢板100、200之间形成第1焊接金属部150,制造拼焊坯料300。
此时,按照在焊接时第2镀覆部24、124熔融而包含于第1焊接金属部150中、并且第1焊接金属部150不超过第1露出部22、122而到达至第1镀覆部26的方式,确定焊接条件。
通过满足上述的(35)式,能够抑制第1焊接金属部150与铝镀层14、 114等相接触而在第1焊接金属部150与第1镀覆部26之间的部分内包含铝。
通过满足(36)式,能够抑制第1焊接金属部150与第1镀覆部26之间的部分内所含的铝的量,更可靠地维持第1焊接金属部150中第1镀覆部26的端缘100B的附近的部分的疲劳强度。
若仅在通过塌边而形成的低部区域R2中形成第2镀覆部24,则在将钢板100、200进行激光焊接时,铝镀层14变得容易熔融、被搅拌,在第1 焊接金属部150中变得不易产生铝的浓化部。因此,能够提高第1焊接金属部150的疲劳强度及涂装后耐蚀性这两者。
若对焊工序S21结束,则拼焊坯料的制造方法S10的全部的工序结束,制造了拼焊坯料300。
另外,上述的图22中的距离M更优选为钢板100的端缘100A与第1 镀覆部26的距离的一半以下。即,更优选:相对于钢板100的端缘100A 与第1镀覆部26的端缘100B的中间位置仅在更靠端缘100A侧配置第2 镀覆部24,相对于该中间位置更靠第1镀覆部26侧全部形成第1露出部 22而露出母材钢板12。
通过像这样构成,能够更可靠地抑制第1焊接金属部150与铝镀层14、 114等相接触而在第1焊接金属部150与第1镀覆部26之间的部分内混入铝。
如以上说明的那样,根据本申请中的钢板的制造方法S11,在钢板100 中,至少使用机械方法,在端部形成有第1露出部22,在比第1露出部22 更靠钢板100的端缘100A侧形成有第2镀覆部24。因此,通过与第1方案的钢板100同样的理由,能够维持第1焊接金属部150的涂装后耐蚀性并且抑制疲劳强度的降低。
进而,通过在机械地除去的工序中至少使用机械方法来形成第1露出部22及第2镀覆部24,能够将铝镀层14及金属间化合物层16一次性高效地进行切削。
另外,在本申请中的钢板的制造方法S11中,也可以不使用机械方法。
钢板制造工序S11中使用的机械方法包含切削加工。因此,可以高效地进行在镀覆钢板101中形成低部区域R2或者将镀覆钢板101进行切削的工序。
在机械地除去的工序中,进行切削工序S17。在切削工序S17中,通过利用切削将铝镀层14及金属间化合物层16除去,能够容易地形成第1 露出部22及第2镀覆部24。
在低部形成工序S15中,通过同时形成低部区域R2及低部区域R3,能够有效地形成多个低部区域R2、R3。
另外,根据本申请中的拼焊坯料的制造方法S10,可以使用维持了第1 焊接金属部150的涂装后耐蚀性并且维持了疲劳强度的钢板的制造方法 S11来进行拼焊坯料的制造方法S10。
第1焊接金属部150中含有的铝浓度为0.065质量%~1质量%。若铝浓度为该范围,则可有效地获得优异的涂装后耐蚀性,可抑制第1焊接金属部150的断裂。
另外,可抑制第1焊接金属部150的疲劳强度的降低。从这点考虑,第1焊接金属部150中含有的铝浓度的上限优选为1质量%,更优选为0.8 质量%,进一步优选为0.4质量%。第1焊接金属部150中含有的铝浓度的下限优选为0.08质量%,更优选为0.1质量%。
另外,在本申请的钢板的制造方法中,也可以如以下那样形成第1露出部22及第2镀覆部24。
在图23中所示的低部形成工序S31中,如图29中所示的那样,在支撑台420的上表面420a上放置镀覆钢板101。采用利用加压辊等按压构件 425将镀覆钢板101的端部沿镀覆钢板101的厚度方向进行按压的机械方法,在镀覆钢板101的上表面形成低部区域R7。低部区域R7形成于镀覆钢板101的端缘。另外,利用按压构件425进行按压的方向也可以相对于厚度方向倾斜。
在低部区域R7中,最深地凹陷的部分位于镀覆钢板101的端缘处。
接着,若进行切削工序S17,则如图30中所示的那样,制造了形成有第1露出部22、第2露出部23及第2镀覆部42的钢板102。
在图23中所示的低部形成工序S36中,如图31中所示的那样,在支撑台420的上表面420a上放置镀覆钢板101。此时,按照镀覆钢板101的端部从支撑台420突出的方式配置。
在该例子中,使用不是机械方法的激光加工方法。从激光加工装置430 对镀覆钢板101的端部沿着镀覆钢板101的厚度方向照射激光L7。由此,镀覆钢板101的端部被切断,但在该时刻,在镀覆钢板101中尚未形成低部区域。
进而,如图32中所示的那样,采用利用加压辊等按压构件435将镀覆钢板101的端部沿镀覆钢板101的厚度方向进行按压的机械方法,在包含镀覆钢板101的端缘的上表面形成低部区域R8。在低部区域R8中,最深的凹陷的部分离开镀覆钢板101的端缘。以下,将像这样形成低部区域的方法称为部分压入法。
接下来,若进行切削工序S17,则如图33中所示的那样,制造了形成有第1露出部22、第2露出部23及第2镀覆部52的钢板103。
另外,如图34中所示的那样,在本申请的拼焊坯料的制造方法S40中,也可以不制造钢板100,而通过购入等来进行获得钢板100的钢板准备工序 S41。这种情况下,使用在钢板准备工序S41中获得的钢板100,进行上述对焊工序S21。
这种情况下,在拼焊坯料的制造方法中,将至少两块本申请的钢板进行对焊。然后,制造至少两块钢板部介由第1焊接金属部而连接的拼焊坯料。
此时,优选将钢板100的具有第2镀覆部24的端缘进行对焊,将在对焊时熔融的第2镀覆部24全部并入第1焊接金属部中。
<热压成型品的制造方法>
在本申请的热压成型品的制造方法中,将通过拼焊坯料的制造方法S10 而制造的拼焊坯料300进行热压成型来制造热压成型品(热冲压成型品)。
<钢管的制造方法>
在本申请的钢管的制造方法中,将通过钢板的制造方法S11而制造的由钢板100得到的开口管的端部彼此进行焊接来制造钢管。
在本申请的钢管的制造方法中,也可以不制造钢板100,而通过购入等来获得钢板100,使用所获得的钢板100来进行钢管的制造方法。
这种情况下,在钢管的制造方法中,将钢板100按照周向的两个端部相互相对、并且在两个端部的至少一者配置第2镀覆部24的方式形成为开口管状。然后,将钢板100的两个端部对焊并将两个端部介由第3焊接金属部进行连接。
此时,优选将在对焊时熔融的第2镀覆部24全部并入第3焊接金属部中。
<中空状淬火成型品的制造方法>
在本申请的中空状淬火成型品的制造方法中,将通过钢管的制造方法而制造的钢管进行淬火来制造中空状淬火成型品(中空状热冲压成型品)。
<实施例>
以下,例示出本申请的第3方案的实施例,但本申请并不限定于以下的实施例。
<实施例3>
首先,使用具有上述的表2中所示的化学组成的母材钢板,以表9中所示的钢板1~钢板7中所示的条件将镀覆钢板切断。
Figure BDA0002799060060000941
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表9中分别示出对于钢板1~钢板7的热压成型后的抗拉强度(MPa)、镀覆钢板的厚度t(μm)、两层的厚度的合计(a+b)(μm)、将镀覆钢板切断的具体内容、低部深度x(μm)、由(32)式得到的底部深度与板厚之比 (x/t)的值、低部区域的宽度(μm)、低部区域的最深的部分与镀覆钢板的端缘的距离N(μm)。
另外,在钢板1~钢板7中,将从镀覆钢板的端缘对铝镀层及金属间化合物层进行切削的长度(图22中的(M+N)的值)分别设定为1500μm。
钢板1~钢板4、钢板7的热压成型后的抗拉强度为1300MPa。例如,钢板1~钢板4、钢板7的Al量根据表2为0.02%。钢板5的抗拉强度为 1500MPa,钢板6的抗拉强度为1800MPa。
钢板1~钢板4、钢板7的厚度t分别为1200μm。钢板5的厚度t为 1600μm,钢板6的厚度t为1800μm。
所谓两层的厚度的合计是指铝镀层的厚度与金属间化合物层的厚度的合计。钢板1~钢板7的两层的厚度的合计分别为30μm。
将镀覆钢板切断的具体内容表示对钢板1~钢板7进行处理的具体内容。
钢板1是将镀覆钢板通过激光加工而切断,但未通过部分压入法等而形成低部区域。另外,钢板1未通过激光加工而形成第1露出部22。钢板 2~钢板6将镀覆钢板通过剪切加工而切断。钢板7将镀覆钢板通过激光加工而切断,之后,通过部分压入法而形成低部区域。
就钢板1而言,由于未形成低部区域,因此低部深度x为0μm。
钢板2~钢板7的低部深度x分别为30μm、60μm、150μm、80μm、 90μm、60μm。
由此,钢板2~钢板7的由(32)式得到的底部深度与板厚之比(x/t) 的值分别成为0.0%、2.5%、5.0%、12.5%、5.0%、5.0%、5.0%。
就钢板1而言,由于未形成低部区域,因此低部区域的宽度为0μm。
钢板2~钢板7的低部区域的宽度分别为300μm、500μm、700μm、 500μm、500μm、1000μm。
就钢板1而言,由于未形成低部区域,因此无低部区域的最深的部分与镀覆钢板的端缘的距离的值。
就钢板2~钢板6而言,由于通过剪切加工而形成低部区域,因此低部区域的最深的部分位于镀覆钢板的端缘。因此,低部区域的最深的部分与镀覆钢板的端缘的距离分别为0μm。
就钢板7而言,该距离为500μm。
距离N是指如上述那样将铝镀层及金属间化合物层进行切削时的第1 镀覆部26的端缘100B与第2镀覆部24的距离。由于在该时刻尚未将两层进行切削,因此求出如预定那样将两层切削1500μm时的距离N。
就钢板1而言,由于未形成第1露出部22和低部区域,因此无距离N 的值。
就钢板2~钢板6而言,由于通过剪切加工而形成低部区域,因此低部区域的宽度成为距离M的值。因此,距离N成为从1500μm减去距离M而得到的值。因此,钢板2~钢板6的距离N分别为1200μm、1000μm、800μm、 1000μm、1000μm。
就钢板7而言,由于通过部分压入法而形成低部区域,因此由1500μm 减去低部区域的最深的部分与镀覆钢板的端缘的距离、进而减去低部区域的宽度的一半的值而得到的值即500μm为距离N。
另外,未形成低部区域的钢板1为比较例,形成有低部区域的钢板2~钢板7为发明例(实施例)。
接下来,以表10中所示的编号1~编号10中所示的条件将镀覆钢板彼此的铝镀层及金属间化合物层进行切削。将镀覆钢板彼此进行对焊来制造拼焊坯料。然后,判定拼焊坯料的(静态)抗拉强度、热压成型品的第1 焊接金属部的涂装后耐蚀性。
Figure BDA0002799060060000971
另外,铝镀层及金属间化合物层用立铣刀进行切削。作为立铣刀,使用了直径为φ6mm、前端半径为0.5mm的工具底刃。为了得到1.5mm的平面切削,将立铣刀的转速设定为40000rpm,将切削进给速度设定为6m/min。
表10中分别示出对于编号1~编号10的钢板的组、切削深度y(μm)、由(34)式得到的切削深度与板厚之比(y/t)的值、距离M、第1焊接金属部中含有的铝浓度、第1焊接金属部的涂装后耐蚀性、抗拉强度、综合判定。
对于编号1的钢板的组为钢板1彼此是指使用了表9中的一对钢板1。
对于编号2及编号3的钢板的组为钢板1彼此。对于编号4及编号5 的钢板的组为钢板2彼此。对于编号6~编号10的钢板的组分别为钢板3 彼此~钢板7彼此。
对于编号1的切削深度y为0μm是指对于各钢板1未将铝镀层及金属间化合物层进行切削、在将铝镀层及金属间化合物层切削的预定的1500μm 的范围内直接残留有铝镀层及金属间化合物层。
对于编号2~编号10的切削深度y分别为10μm、50μm、30μm、100μm、 50μm、50μm、50μm、50μm、50μm。将各镀覆钢板的第1面及第2面以切削深度y分别进行了切削。但是,由于在镀覆钢板的第2面未形成低部区域,因此在将镀覆钢板的第2面进行切削后,在镀覆钢板的第2面未形成第2镀覆部。
另外,由于钢板1~钢板7的两层的厚度的合计分别为30μm,因此在切削深度y为30μm时,变成母材钢板未切削而将铝镀层及金属间化合物层全部切削。
由此,编号1~编号10的由(34)式得到的切削深度与板厚之比(y/t) 的值的值分别为0.0%、0.8%、4.2%、2.5%、8.3%、4.2%、4.2%、3.1%、 2.8%、4.2%。
距离M如上所述是指从钢板的端缘至第2镀覆部中的与钢板的端缘相反侧的端缘为止的距离。
就编号1而言,由于在将铝镀层及金属间化合物层切削的预定的 1500μm的范围内直接残留有铝镀层及金属间化合物层,因此距离M为1500 μm。
就编号2而言,由于切削前的厚度为30μm的两层的一部分残留,因此距离M为1500μm。
就编号3而言,由于在钢板1中未形成低部区域,因此将铝镀层及金属间化合物层全部切削,因此距离M为0μm。
就编号4~编号10而言,距离M分别为270μm、0μm、240μm、470μm、 270μm、290μm、470μm。
例如使用上述的电子探针显微分析仪来测定编号1~编号10的第1焊接金属部中含有的铝浓度。编号1~编号10的铝浓度分别为1.52%(质量)、 1.01%、0.02%、0.43%、0.02%、0.39%、0.74%、0.34%、0.33%、0.74%。
<评价>
(涂装后耐蚀性试验)
对于第1焊接金属部,与第1方案的实施例1同样地进行了试验。判定基准与实施例1同样。
就编号3及编号5而言,获知第1焊接金属部的涂装后耐蚀性的评价为“D”(低劣)。
就编号1、2、4、6~10而言,获知第1焊接金属部的涂装后耐蚀性的评价为“A”(优异)。
(抗拉强度)
从上述中得到的热压成型品,作为抗拉强度试验用的试验片,采集具有焊接部的哑铃状的形状的试验片。
试验片设定为平行部距离20mm、平行部的宽度15mm,按照在平行部的中央部以相对于长度方向成为正交方向的方式遍及宽度全长具有焊接线的方式进行采集。使用该试验片进行了抗拉强度试验。
-判定基准-
A:在钢板(母材钢板)断裂
D:在钢板(母材钢板)以外的焊接金属部等断裂
就编号1及编号2而言,获知抗拉强度的评价为“D”(低劣)。
就编号3~10而言,获知抗拉强度的评价为“A”(优异)。
在第1焊接金属部的涂装后耐蚀性的评价为“A”、并且抗拉强度的评价为“A”时,综合判定的评价成为“A”(优异)。在第1焊接金属部的涂装后耐蚀性的评价及抗拉强度的评价中的至少一者为“D”时,综合判定的评价成为“D”(低劣)。
就编号1~3、5而言,获知综合判定的评价为“D”,就编号4、6~10 而言,获知综合判定的评价为“A”。
另外,在将厚度彼此相等的两块钢板进行对焊来制造拼焊坯料时形成的第1焊接金属部和将由钢板得到的开口管的端部彼此进行焊接来制造钢管时形成的第3焊接金属部,钢板的端部中的规格与第1、第3焊接金属部中含有的铝浓度的关系彼此变得同等。因此,第1方案及第2方案中的镀覆钢板1及镀覆钢板2的厚度彼此相等的实施例成为关于使用镀覆钢板来制造钢板及钢管时的第3焊接金属部中含有的铝浓度的实施例。关于第3 方案中的编号1~编号10中的实施例也同样。
以往,在将铝镀覆钢板进行对焊的情况下,通过焊接金属中的铝含有率的增加,形成金属间化合物。这里,在受到机械应力的情况下,成为裂纹的起点,拼焊坯料的强度降低。或者固溶于焊接金属中的铝在热冲压前的加热工序中会阻碍该区域的奥氏体相变,使热冲压形成体的强度降低。就基于本申请的钢板而言,在钢板端部区域设置有排除了金属间化合物层的露出层。该露出部在将钢板进行对焊后,将拼焊坯料的焊接部中的金属间化合物的存在排除,防止上述的强度降低。
另外,根据本申请的钢板,在对焊时,设置于端缘侧的第2镀覆部(铝镀层)中所含的Al被全部导入焊接金属部内。即拼焊坯料的焊接金属部的铝浓度通过第2镀覆部内的Al量来调整。由此,焊接金属的耐蚀性提高。若换而言之,则仅通过调节第2镀覆部的大小,能够调节拼焊坯料的焊接金属部中的铝浓度,变得能够容易地控制耐蚀性。进而,本申请的第2镀覆部由于包含铝镀层,因此不需要大的尺寸。例如,即使第2镀覆部的宽度为拼焊坯料中形成的焊接金属部的宽度的一半以下(例如500μm),也能够将对于提高焊接金属部的耐蚀性而言充分的Al导入至焊接金属部内。
根据本申请,第2镀覆部的全部被并入焊接金属部中,与第2镀覆部邻接的第1露出部成为拼焊坯料中的焊接金属部与第1镀覆部之间的露出部。即,通过在与包含铝镀层的第2镀覆部邻接的位置设置第1露出部,仅进行对焊,就能够在焊接金属部中添加期望量的Al,同时变得能够在焊接金属部与第1镀覆部之间形成第1露出部。即,通过将本申请的钢板进行对焊,变得能够形成耐蚀性及强度优异的拼焊坯料。
产业上的可利用性
本申请的钢板、拼焊坯料、热压成型品、钢管、中空状淬火成型品、钢板的制造方法、拼焊坯料的制造方法、热压成型品的制造方法、钢管的制造方法及中空状淬火成型品的制造方法可以合适地用于维持焊接金属部的涂装后耐蚀性及疲劳强度。
符号说明
12、112、212、512 母材钢板
14、114 铝镀层
16、16 金属间化合物层
22、122 第1露出部
23 第2露出部
24、124 第2镀覆部
26、126 第1镀覆部
100、102、103、104、110、120、200 钢板
100A 端缘
150 第1焊接金属部
222 第3露出部
226、526 金属间化合物部
250 第2焊接金属部
300 拼焊坯料
312 第3焊接金属部
522 第4露出部
F1 第1方向
F3 第2方向
G1 假想线
G2 假想线
T1 假想面
T2 假想面
R2、R3、R7、R8 低部区域
S11 钢板制造工序(钢板的制造方法)
S12 镀覆钢板制造工序
S14 除去工序
S15 低部形成工序
S17 切削工序(削除工序)
Z1 第1端
Z2 第2端

Claims (40)

1.一种钢板,其具备:
母材钢板;
第1镀覆部,其在所述母材钢板的表面上从所述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层;
所述母材钢板露出的第1露出部;和
第2镀覆部,其在所述母材钢板的表面上从所述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层;
其中,在与钢板的厚度方向垂直且从所述第1镀覆部朝向所述钢板的一端缘的第1方向上,在所述母材钢板的一个表面上,依次配置有所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述第2镀覆部、所述钢板的所述端缘,
在所述第1方向上,于所述母材钢板的另一个表面上,至少依次配置有所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述钢板的所述端缘,
在从与所述第1方向及所述钢板的厚度方向分别平行的截面进行观察时,
在与从所述第1露出部与所述第2镀覆部的边界起沿所述第1方向延长而得到的假想线相比在所述钢板的厚度方向上更位于所述母材钢板的内部侧的所述母材钢板的表面上的低部区域,设置有所述第2镀覆部,
在所述第1方向上,所述第2镀覆部存在于从所述钢板的所述端缘起至0.9mm为止的范围内,
其中,在从所述截面进行观察时,所述第1露出部满足下述条件A及下述条件B:
条件A:下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°;
条件B:从下述假想线Y朝向母材钢板的垂直方向的最大距离h为1.0μm~5.0μm,
假想线X:使所述第1镀覆部的所述母材钢板与所述金属间化合物层的边界线沿所述第1方向延长而得到的假想线
假想线Y:将从所述假想线X朝向所述母材钢板的所述假想线X的垂线和所述母材钢板的交点与所述第1露出部和所述第1镀覆部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距所述第1露出部与所述第1镀覆部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的所述垂线和所述母材钢板的交点。
2.一种钢板,其具备:
母材钢板;
第1镀覆部,其在所述母材钢板的表面上从所述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层;
所述母材钢板露出的第1露出部;和
第2镀覆部,其在所述母材钢板的表面上从所述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层;
其中,在与钢板的厚度方向垂直且从所述第1镀覆部朝向所述钢板的一端缘的第1方向上,在所述母材钢板的一个表面上,依次配置有所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述第2镀覆部、所述钢板的所述端缘,
在所述第1方向上,于所述母材钢板的另一个表面上,至少依次配置有所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述钢板的所述端缘,
在从与所述第1方向及所述钢板的厚度方向分别平行的截面进行观察时,
在从所述第1露出部与所述第2镀覆部的边界起沿所述第1方向延长而得到的假想线上的所述母材钢板的端部表面,设置有所述第2镀覆部,或者在与假想线相比在厚度方向上从所述母材钢板的内部侧朝向所述一个表面而更位于外部侧的所述母材钢板的端部表面,设置有所述第2镀覆部,
在所述第1方向上,所述第2镀覆部存在于从所述钢板的所述端缘起至0.9mm为止的范围内,
其中,在从所述截面进行观察时,所述第1露出部满足下述条件A及下述条件B:
条件A:下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°;
条件B:从下述假想线Y朝向母材钢板的垂直方向的最大距离h为1.0μm~5.0μm,
假想线X:使所述第1镀覆部的所述母材钢板与所述金属间化合物层的边界线沿所述第1方向延长而得到的假想线
假想线Y:将从所述假想线X朝向所述母材钢板的所述假想线X的垂线和所述母材钢板的交点与所述第1露出部和所述第1镀覆部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距所述第1露出部与所述第1镀覆部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的所述垂线和所述母材钢板的交点。
3.根据权利要求1或2所述的钢板,其中,在将从所述第2镀覆部的表面至所述母材钢板为止的所述钢板的厚度方向的长度设为镀覆厚,
将所述第1露出部侧的与所述第2镀覆部的边界的端缘即所述母材钢板与所述第2镀覆部的所述金属间化合物层的边界的位置设为第1端,
将在所述第1方向上最远离所述第1露出部而存在所述第2镀覆部的位置设为第2端,
将沿着所述第1方向的所述第1端与所述第2端之间的距离设为所述第2镀覆部的宽度时,
从所述第2端起朝向与所述第1方向相反的方向而离开所述宽度的20%的长度的位置处的所述镀覆厚比从所述第1端起朝向所述第1方向而离开所述宽度的10%的长度的位置处的所述镀覆厚更厚。
4.根据权利要求1所述的钢板,其中,所述第1露出部满足下述条件C:
条件C:在从使所述铝镀层的表面沿所述第1方向延长而得到的假想线至所述母材钢板的表面为止的所述钢板的厚度方向的深度中,将与所述假想线X的所述成为0.1mm的地点相比更靠所述钢板的所述端缘侧的第1露出部的深度设为D(μm)时,所述D满足下述式(1-1):
D≤(第1镀覆部中的母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-1)。
5.根据权利要求1所述的钢板,其中,所述第1露出部满足下述条件D:
条件D:基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上,
第1点:所述第1露出部与所述第1镀覆部的边界点;
第2点:从所述假想线X的所述成为0.1mm的地点起的垂线与所述母材钢板的交点;
第3点:从所述假想线Y朝向所述母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点。
6.根据权利要求1或2所述的钢板,其中,在所述第1方向上,于所述母材钢板的另一个表面上,依次配置有所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述第2镀覆部、所述钢板的所述端缘。
7.根据权利要求1或2所述的钢板,其中,所述第1方向上的所述第1露出部的宽度为0.1mm~5.0mm。
8.根据权利要求1或2所述的钢板,其中,所述母材钢板以质量%计具有下述化学组成:
C:0.02%~0.58%、
Mn:0.20%~3.00%、
Al:0.005%~0.06%、
P:0.03%以下、
S:0.010%以下、
N:0.010%以下、
Ti:0%~0.20%、
Nb:0%~0.20%、
V:0%~1.0%、
W:0%~1.0%、
Cr:0%~1.0%、
Mo:0%~1.0%、
Cu:0%~1.0%、
Ni:0%~1.0%、
B:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.05%、
Ca:0%~0.05%、
REM:0%~0.05%、
Sn:0%~0.5%、
Bi:0%~0.05%、
Si:0%~2.00%、以及
剩余部分:包含Fe及杂质。
9.根据权利要求1或2所述的钢板,其中,所述第1镀覆部处的所述铝镀层的平均厚度为8μm~50μm,所述第1镀覆部处的所述金属间化合物层的平均厚度为1μm~10μm。
10.根据权利要求1或2所述的钢板,其中,与所述第1方向及所述钢板的厚度方向分别平行的截面中的所述第2镀覆部的面积Samm2与所述钢板的所述第1露出部的母材钢板的厚度tbmm满足(2)式:
Sa≥8.51×10-4×tb (2)。
11.根据权利要求1或2所述的钢板,其中,在所述第1方向上,所述钢板的所述端缘与所述第2镀覆部邻接。
12.根据权利要求1或2所述的钢板,其中,在所述第1方向上,在所述钢板的所述端缘与所述第2镀覆部之间,具备所述母材钢板露出的第2露出部。
13.一种拼焊坯料,其具备第1焊接金属部和介由所述第1焊接金属部而与其他钢板部相连接的至少一个钢板部,其中,
所述至少一个钢板部具备:
第1镀覆部,其在母材钢板的表面上从所述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层;和
所述母材钢板露出的第1露出部;
在所述各钢板部中,在与所述各钢板部的厚度方向垂直且从所述第1镀覆部朝向所述第1焊接金属部的第2方向上,于所述母材钢板的两表面上,依次在同一面上配置有所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述第1焊接金属部,
所述第1焊接金属部的铝浓度比所述钢板部的铝浓度高,所述第1焊接金属部中含有的铝浓度为0.065质量%~1质量%,
其中,在从与第2方向及所述钢板部的厚度方向分别平行的截面进行观察时,所述第1露出部满足下述条件A及下述条件B,所述第2方向是与钢板的厚度方向垂直且从所述第1镀覆部朝向所述第1焊接金属部的方向,
条件A:下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°;
条件B:从下述假想线Y朝向母材钢板的垂直方向的最大距离h为1.0μm~5.0μm,
假想线X:使所述第1镀覆部的所述母材钢板与所述金属间化合物层的边界线沿所述第2方向延长而得到的假想线;
假想线Y:将从所述假想线X朝向所述母材钢板的所述假想线X的垂线和所述母材钢板的交点与所述第1露出部和所述第1镀覆部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距所述第1露出部与所述第1镀覆部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的所述垂线和所述母材钢板的交点。
14.根据权利要求13所述的拼焊坯料,其中,所述第1露出部满足下述条件C:
条件C:在从使所述铝镀层的表面沿所述第2方向延长而得到的假想线至所述母材钢板的表面为止的所述钢板的厚度方向的深度中,将与所述假想线X的所述成为0.1mm的地点相比更靠所述第1焊接金属部侧的所述第1露出部的深度设为D(μm)时,所述D满足下述式(1-1):
D≤(第1镀覆部中的母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-1)。
15.根据权利要求13或14所述的拼焊坯料,其中,所述第1露出部满足下述条件D:
条件D:基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上,
第1点:所述第1露出部与所述第1镀覆部的边界点;
第2点:从所述假想线X的所述成为0.1mm的地点起的垂线与所述母材钢板的交点;
第3点:从所述假想线Y朝向所述母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点。
16.一种热压成型品,其沿着第1母材钢板的表面及第2母材钢板的表面依次配置有:在所述第1母材钢板的所述表面上设置有第1金属间化合物层的第1金属间化合物部、所述第1母材钢板露出的第3露出部、第2焊接金属部、所述第2母材钢板露出的第4露出部、和在所述第2母材钢板的所述表面上设置有第2金属间化合物层的第2金属间化合物部,
所述第2焊接金属部的铝浓度比所述第1母材钢板及所述第2母材钢板各自的铝浓度高,所述第2焊接金属部中含有的铝浓度为0.065质量%~1质量%,
其中,在从与钢板的厚度方向及垂直于所述钢板的厚度方向且从所述第1金属间化合物部朝向所述第2焊接金属部的第2方向分别平行的截面进行观察时,
所述第3露出部满足下述条件A及下述条件B:
条件A:下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°;
条件B:从下述假想线Y朝向所述第1母材钢板的垂直方向的最大距离h为1.0μm~5.0μm,
假想线X:使所述第1金属间化合物部中的所述第1母材钢板与所述第1金属间化合物层的边界线沿所述第2方向延长而得到的假想线;
假想线Y:将从所述假想线X朝向所述第1母材钢板的所述假想线X的垂线和所述第1母材钢板的交点与所述第3露出部和所述第1金属间化合物部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距所述第3露出部与所述第1金属间化合物部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的所述垂线和所述第1母材钢板的交点。
17.根据权利要求16所述的热压成型品,其中,所述第3露出部满足下述条件C:
条件C:在从使所述第1金属间化合物层的表面沿所述第2方向延长而得到的假想线至所述第1母材钢板的表面为止的所述钢板的厚度方向的深度中,将与所述假想线X的所述成为0.1mm的地点相比更靠所述第2焊接金属部侧的所述第3露出部的深度设为D(μm)时,所述D满足下述式(1-2):
D≤(第1金属间化合物部中的第1母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-2)。
18.根据权利要求16或17所述的热压成型品,其中,所述第3露出部满足下述条件D:
条件D:基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上,
第1点:所述第3露出部与所述第1金属间化合物部的边界点;
第2点:从所述假想线X的所述成为0.1mm的地点起的垂线与所述第1母材钢板的交点;
第3点:从所述假想线Y朝向所述第1母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点。
19.一种钢管,其具备第3焊接金属部和第3钢板,所述第3钢板形成为周向的两个端部相互相对的开口管状,且所述两个端部彼此介由所述第3焊接金属部而连接,其中,
所述第3钢板的所述两个端部各自具备:
第1镀覆部,其在母材钢板的两表面上从所述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层;和
所述母材钢板露出的第1露出部;
在所述周向上依次配置有所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述第3焊接金属部,
所述第3焊接金属部的铝浓度比所述母材钢板的铝浓度高,所述第3焊接金属部中含有的铝浓度为0.065质量%~1质量%,
其中,在从与钢板的厚度方向及垂直于所述钢板的厚度方向且从所述第1镀覆部朝向所述第3焊接金属部的第2方向分别平行的截面进行观察时,
所述第1露出部满足下述条件A及下述条件B:
条件A:下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°;
条件B:从下述假想线Y朝向所述母材钢板的垂直方向的最大距离h为1.0μm~5.0μm,
假想线X:使所述第1镀覆部的所述母材钢板与所述金属间化合物层的边界线沿所述第2方向延长而得到的假想线;
假想线Y:将从所述假想线X朝向所述母材钢板的所述假想线X的垂线和所述母材钢板的交点与所述第1露出部和所述第1镀覆部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距所述第1露出部与所述第1镀覆部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的所述垂线和所述母材钢板的交点。
20.根据权利要求19所述的钢管,其中,所述第1露出部满足下述条件C:
条件C:在从使所述铝镀层的表面沿所述第2方向延长而得到的假想线至所述母材钢板的表面为止的所述钢板的厚度方向的深度中,将与所述假想线X的所述成为0.1mm的地点相比更靠所述第3焊接金属部侧的所述第1露出部的深度设为D(μm)时,所述D满足下述式(1-1):
D≤(第1镀覆部中的母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-1)。
21.根据权利要求19或20所述的钢管,其中,所述第1露出部满足下述条件D:
条件D:基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上,
第1点:所述第1露出部与所述第1镀覆部的边界点;
第2点:从所述假想线X的所述成为0.1mm的地点起的垂线与所述母材钢板的交点;
第3点:从所述假想线Y朝向母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点。
22.一种中空状淬火成型品,其沿着第3母材钢板的两表面各自及第4母材钢板的两表面各自依次配置有:在所述第3母材钢板的表面上设置有第3金属间化合物层的第3金属间化合物部、所述第3母材钢板露出的第5露出部、铝浓度为0.065质量%~1质量%的第3焊接金属部、所述第4母材钢板露出的第6露出部、和在所述第4母材钢板的表面上设置有第4金属间化合物层的第4金属间化合物部,
所述第3焊接金属部的铝浓度比所述第3母材钢板及所述第4母材钢板各自的铝浓度高,
其中,在从与钢板的厚度方向及垂直于所述钢板的厚度方向且从所述第3金属间化合物部朝向所述第3焊接金属部的第2方向分别平行的截面进行观察时,
所述第5露出部满足下述条件A及下述条件B:
条件A:下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°;
条件B:从下述假想线Y朝向所述第3母材钢板的垂直方向的最大距离h为1.0μm~5.0μm,
假想线X:使所述第3金属间化合物部中的所述第3母材钢板与所述第3金属间化合物层的边界线沿所述第2方向延长而得到的假想线;
假想线Y:将从所述假想线X朝向所述第3母材钢板的所述假想线X的垂线和所述第3母材钢板的交点与所述第5露出部和所述第3金属间化合物部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距所述第5露出部与所述第3金属间化合物部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的所述垂线和所述第3母材钢板的交点。
23.根据权利要求22所述的中空状淬火成型品,其中,所述第5露出部满足下述条件C:
条件C:在从使所述第3金属间化合物层的表面沿所述第2方向延长而得到的假想线至所述第3母材钢板的表面为止的所述钢板的厚度方向的深度中,将与所述假想线X的所述成为0.1mm的地点相比更靠所述第3焊接金属部侧的所述第5露出部的深度设为D(μm)时,所述D满足下述式(1-3):
D≤(第3金属间化合物部中的第3母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-3)。
24.根据权利要求22或23所述的中空状淬火成型品,其中,所述第5露出部满足下述条件D:
条件D:基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上,
第1点:所述第5露出部与所述第3金属间化合物部的边界点;
第2点:从所述假想线X的所述成为0.1mm的地点起的垂线与所述第3母材钢板的交点;
第3点:从所述假想线Y朝向所述第3母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点。
25.一种钢板的制造方法,其进行以下工序:
提供在母材钢板的表面上从所述母材钢板侧起依次设置有金属间化合物层、铝镀层的镀覆钢板的工序;和
通过将所述铝镀层及所述金属间化合物层的一部分除去,从而形成露出了所述母材钢板的第1露出部、在所述母材钢板的表面上从所述母材钢板侧起依次残留有金属间化合物层及铝镀层的第1镀覆部、和在所述母材钢板的表面上残留有金属间化合物层及铝镀层的第2镀覆部的除去工序;
在所述除去工序中,在与所述镀覆钢板的厚度方向垂直且俯视时从所述镀覆钢板的中央部朝向所述镀覆钢板的一端缘的第1方向上,于所述母材钢板的一个表面上,依次配置所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述第2镀覆部、所述镀覆钢板的所述端缘,
在所述第1方向上,于所述母材钢板的另一个表面上,至少依次配置所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述镀覆钢板的所述端缘。
26.根据权利要求25所述的钢板的制造方法,其中,在所述除去工序之前进行低部形成工序:在所述低部形成工序中,将所述镀覆钢板进行按压或切断而使所述镀覆钢板的一部分发生变形,在所述镀覆钢板的所述母材钢板的表面形成低部区域,
在将与所述镀覆钢板的厚度方向垂直且俯视时从所述镀覆钢板的中央部朝向所述镀覆钢板的一端缘的方向设为第1方向时,
所述低部区域为在从与所述第1方向及所述母材钢板的厚度方向分别平行的截面进行观察时,与从所述第1露出部与所述第2镀覆部的边界起沿所述第1方向延长而得到的假想线相比在所述镀覆钢板的厚度方向上更位于所述母材钢板的内部侧的区域,
在所述除去工序中,至少将与假想面相比存在于所述厚度方向上的所述镀覆钢板的更外侧的所述铝镀层及所述金属间化合物层除去,在所述低部区域上形成所述第2镀覆部,所述假想面是使所述母材钢板中的在切断时未变形的部分的表面沿所述第1方向延长而得到的。
27.根据权利要求26所述的钢板的制造方法,其中,在将所述铝镀层的每一面的厚度设为aμm,
将所述金属间化合物层的每一面的厚度设为bμm,
将所述镀覆钢板的厚度设为tμm,
将所述低部区域的最深的低部深度设为xμm,
所述低部深度表示从所述假想线至所述低部区域中的所述母材钢板的表面为止的距离,
将在所述除去工序中被切削的区域的所述镀覆钢板的厚度方向的深度设为yμm,
将所述第1镀覆部与所述第2镀覆部的距离设为Nμm时,
满足(5)式~(9)式:
9≤a+b<60 (5)
2%≤(x/t)≤15% (6)
a+b<y (7)
(y/t)≤7% (8)
N≥200 (9)。
28.根据权利要求26或27所述的钢板的制造方法,其中,在所述低部形成工序中,通过剪切加工或冲切加工将所述镀覆钢板切断而形成所述低部区域。
29.根据权利要求26或27所述的钢板的制造方法,其中,在所述低部形成工序中,在所述镀覆钢板的两面分别形成所述低部区域。
30.根据权利要求25所述的钢板的制造方法,其中,进行将所述镀覆钢板切断的切断工序,
在所述除去工序中,通过将所述铝镀层及所述金属间化合物层的一部分除去,在从与所述第1方向及所述母材钢板的厚度方向分别平行的截面进行观察时,
在从所述第1露出部与所述第2镀覆部的边界起沿所述第1方向延长而得到的假想线上的所述母材钢板的端部表面,设置有所述第2镀覆部,或者在与假想线相比在厚度方向上从所述母材钢板的内部侧朝向所述一个表面而更位于外部侧的所述母材钢板的端部表面,设置有所述第2镀覆部。
31.根据权利要求25所述的钢板的制造方法,其中,在将从所述第2镀覆部的表面至所述母材钢板为止的所述母材钢板的厚度方向的长度设为镀覆厚,
将所述第1露出部侧的与所述第2镀覆部的边界的端缘即所述母材钢板与所述第2镀覆部的所述金属间化合物层的边界的位置设为第1端,
将在所述第1方向上最远离所述第1露出部而存在所述第2镀覆部的位置设为第2端,
将沿着所述第1方向的所述第1端与所述第2端之间的距离设为所述第2镀覆部的宽度时,
在所述除去工序中,
按照从所述第2端起朝向与所述第1方向相反的方向而离开所述宽度的20%的长度的位置处的所述镀覆厚比从所述第1端起朝向所述第1方向而离开所述宽度的10%的长度的位置处的所述镀覆厚更厚的方式将所述铝镀层及金属间化合物层除去。
32.根据权利要求25所述的钢板的制造方法,其中,在所述除去工序中,在所述第1方向上,于所述母材钢板的另一个表面上,依次配置所述第1镀覆部、所述第1露出部、所述第2镀覆部、所述镀覆钢板的所述端缘。
33.根据权利要求25所述的钢板的制造方法,其中,在所述除去工序中,进行将所述铝镀层及所述金属间化合物层机械地除去的工序。
34.根据权利要求25所述的钢板的制造方法,其中,在所述除去工序中,按照从与所述厚度方向和所述第1方向分别平行的截面进行观察时,所述第1露出部满足下述条件A及下述条件B的方式,将所述镀覆钢板的所述铝镀层、所述金属间化合物层、所述母材钢板的一部分除去,
条件A:下述假想线X与下述假想线Y所成的角度α为5.0°~25.0°;
条件B:从下述假想线Y朝向母材钢板的垂直方向的最大距离h为1.0μm~5.0μm,
假想线X:使所述第1镀覆部的所述母材钢板与所述金属间化合物层的边界线沿所述第1方向延长而得到的假想线;
假想线Y:将从所述假想线X朝向所述母材钢板的所述假想线X的垂线和所述母材钢板的交点与所述第1露出部和所述第1镀覆部的边界点进行连结的假想线,所述交点是从假想线X中的距所述第1露出部与所述第1镀覆部的边界点的距离成为0.1mm的地点起的所述垂线和所述母材钢板的交点。
35.根据权利要求34所述的钢板的制造方法,其中,按照所述第1露出部满足下述条件C的方式,在所述除去工序中,将所述镀覆钢板的所述铝镀层、所述金属间化合物层、所述母材钢板的一部分除去,
条件C:在从使所述铝镀层的表面沿所述第1方向延长而得到的假想线至所述母材钢板的表面为止的所述母材钢板的厚度方向的深度中,将与所述假想线X的所述成为0.1mm的地点相比更靠所述钢板的所述端缘侧的第1露出部的深度设为D(μm)时,所述D满足下述式(1-1):
D≤(第1镀覆部中的母材钢板的厚度mm×0.2)/2(1-1)。
36.根据权利要求34所述的钢板的制造方法,其中,按照所述第1露出部满足下述条件D的方式,在所述除去工序中,将所述镀覆钢板的所述铝镀层、所述金属间化合物层、所述母材钢板的一部分除去,
条件D:基于下述3点测定的曲率半径R0为260μm以上,
第1点:所述第1露出部与所述第1镀覆部的边界点;
第2点:从所述假想线X的所述成为0.1mm的地点起的垂线与所述母材钢板的交点;
第3点:从所述假想线Y朝向所述母材钢板的垂直方向的距离成为最大值的最大距离点。
37.一种拼焊坯料的制造方法,其具备以下工序:
提供至少一块权利要求1~12中任一项所述的钢板的工序;和
将所述钢板中的设置有所述第2镀覆部的端部与其他钢板进行对焊来制造拼焊坯料的焊接工序;
在所述焊接工序中,介由并入有所述第2镀覆部全部的第1焊接金属部将所述钢板与所述其他钢板焊接,在所述第1焊接金属部与所述第1镀覆部之间形成所述母材钢板露出的第1露出部。
38.一种热压成型品的制造方法,其将权利要求13~15中任一项所述的拼焊坯料进行热压成型来制造热压成型品。
39.一种钢管的制造方法,其包括:将权利要求1~12中任一项所述的钢板按照周向的两个端部相互相对、并且在所述两个端部的至少一者配置所述第2镀覆部的方式形成为开口管状,
将所述钢板的所述两个端部进行对焊而将所述两个端部介由第2焊接金属部而连接,将在对焊时熔融的所述第2镀覆部全部并入所述第2焊接金属部中。
40.一种中空状淬火成型品的制造方法,其将权利要求19~21中任一项所述的钢管进行淬火来制造中空状淬火成型品。
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